底擦り回避補助装置
【課題】車両の底擦りの発生を事前に知ることができ、これを確実に回避することができるようにする。
【解決手段】地図データ入力部１から入力した自車両周辺の地図データからデータ抽出部２で地面形状データＡを抽出し、データ取得部３で自車両周辺の特徴点の位置データＢを取得する。また、カメラ部４で得られた自車両周辺の画像から、抽出部６と算出部７とにより、特徴点の位置データＣを求める。そして、位置袷部８で特徴点の位置データＢ，Ｃを一致させる座標変換のパラメータを求め、このパラメータを用いて、座標変換部９により、地面形状データＡを自車両の座標系の地面形状データＤを求める。この地面形状データＤと自車両形状データ入力部１からの自車両形状データを基に、底擦り判定部１０で自車両が底擦りするか否かを判定し、この結果を出力部１２に与える。
【解決手段】地図データ入力部１から入力した自車両周辺の地図データからデータ抽出部２で地面形状データＡを抽出し、データ取得部３で自車両周辺の特徴点の位置データＢを取得する。また、カメラ部４で得られた自車両周辺の画像から、抽出部６と算出部７とにより、特徴点の位置データＣを求める。そして、位置袷部８で特徴点の位置データＢ，Ｃを一致させる座標変換のパラメータを求め、このパラメータを用いて、座標変換部９により、地面形状データＡを自車両の座標系の地面形状データＤを求める。この地面形状データＤと自車両形状データ入力部１からの自車両形状データを基に、底擦り判定部１０で自車両が底擦りするか否かを判定し、この結果を出力部１２に与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの底面が地面や障害物に接触することによる底擦りを防止することができるようにした運転支援装置としての底擦り回避補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラとして車両にカメラなど撮像装置を搭載し、車両の周辺の地面を撮像することにより、得られた画像データから地面や地面状の障害物を検出するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、撮像装置から得られた画像データの各画素の三次元座標系での位置や画素値といった属性情報を検出し、かかる属性情報に基づいて画素の位置分布を求め、かかる分布から地面を推定するとともに、地面上の障害物を検出するものである。
【特許文献１】公開番号 特開平１０−１４３６５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の底をする危険性があるにもかかわらず、乗り越えられると運転者が判断した地面の段差や傾斜を走行して車両の底をすったり、乗り上げたりする課題があった。
【０００５】
上記特許文献１の記載の技術では、車両が走行する地面やその地面上の障害物を検出することができ、この障害物を回避するように、車両を走行させることにより、この障害物との衝突を避けることができる。
【０００６】
しかしながら、地面に起伏がある場合には、上記特許文献１に記載の技術では、この起伏を地面の一部と見なしてしまい、車両の底面がこの起伏によって地面を擦り、底擦りが生ずるものであっても、これを回避させるような情報を提供するものではない。
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、車両の底擦りの発生を事前に確実に知ることができ、これを確実に回避することができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、車両に底擦りが生じた場合の修理に関する情報を即座に知ることができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、車両に底擦りが生じたとき、この底擦りの位置を即座に知ることができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、自車両が走行している地面を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像した地面情報を用いて地面の形状データを求める地面形状抽出手段と、地面形状抽出手段から求めた地面の形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、第１の特徴位置データが第２の特徴点位置データと重なるように、地面形状データ抽出手段で抽出された地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段と、地面形状データ取得手段で取得した第２の地面形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、底擦り判定手段による底擦り有りとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、自車両の下の地面や自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、第１の特徴位置データが第２の特徴点位置データと重なるように、地面形状データ抽出手段で抽出された地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段とからなる地面形状データ算出部と、地面形状データ算出部からの第２の地面形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定部と、底擦り判定部による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算部と、通過経路演算部で得られた底擦り回避迂回経路の情報を蓄積する底擦り経路蓄積部と、自車両の位置データと自車両の形状データとをもとに、底擦り経路蓄積部から自車両に対する底擦り回避迂回経路を選択する経路選択部と、経路選択部で選択された底擦り回避迂回経路を表示する出力部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、自車両以外の他の車両で取得された地面形状データと他の車両の車両形状データとを入力するデータ入力手段と、データ入力手段から入力された地面形状データを前記底擦り経路蓄積部に蓄積する蓄積手段とを設け、データ入力手段から入力された他の車両の車両形状データを、前記前記底擦り経路蓄積部に蓄積された他の車両で取得された地面形状データと関連付けて、保存することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、自車両の走行路での地面の起伏による底擦り判定開始位置と底擦り判定終了位置とを決定する決定手段と、底擦り開始位置から所定の距離間隔で底擦り判定処理を指示する判定開始指示手段と、自車両が底擦り終了位置に達するまでに自車両に底擦りが生ずることが判定されると、底擦り判定処理の終了を指示する判定終了指示手段とを設け、地面の起伏の程度に応じて、所定の距離間隔を異ならせることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、自車両の形状データが、自車両の走行速度や車両スペックによる車両の浮き沈みや傾きなどに関する情報も含むことを特徴とするものである。
【００１７】
上記他の目的を達成するために、本発明は、車両が底擦りした箇所を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された車両の底擦りよって変形した変形形状と変形前の形状とを画像データをもとに比較する比較手段と、比較手段の比較によって得られる車両の底擦りに応じた修理情報を抽出し、出力手段で表示させる修理情報抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両を自動で運転する車両制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両の底面の高さを調整する車高調整部を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
上記さらに他の目的を達成するために、本発明は、自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所を表示する手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明は、自車両と自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図画面と、底擦り地形箇所を含む底擦り地形領域を地面画面と、自車両の底面での予想される底擦り箇所を表わす底面画面とを１つの表示手段で表示することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明は、自車両と自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図を拡大表示する第１の表示手段と、自車両での予測される底擦り箇所の位置を拡大表示する第２の表示手段と、地面での底擦り地形箇所を拡大表示する第３の表示手段と、自車両の底面での予想される底擦り箇所を拡大表示する第４の表示手段とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、車両の地面との予想される底擦り情報をリアルタイムで取得し、運転手などに知らせることができ、底擦りを回避する通過経路を画面表示で運転手などに提供することができ、車両の運転を支援することを可能とする。
【００２４】
また、本発明によると、取得した底擦りの情報に応じて、車体の高さを調整することができ、通過経路上に底擦りを生ずる地形（特徴点）があっても、これによる底擦りを回避することができる。
【００２５】
また、本発明によると、車両の底擦りによる修理情報を取得し、これを車両の運転手などに提供することができる。
【００２６】
即ち、本発明によると、底擦り判定を行なうことで、車両を安全に運転することを可能とし、車両の底擦りなどによる思わぬ事故や故障を避けることが可能となる。また、蓄積した底擦り判定の情報を利用することにより、地図データが更新されていなくても、さらに、精度の高い情報を取得することが可能である。本発明では、自車両の形状など車両の底面の形状データを入力したり、記憶することが可能なため、自車両以外の車両からの底擦り情報を利用してさらに精度の高い底擦り判定を行なうことも可能である。また、底擦り情報を蓄積することによって、底擦りすることが分かっていても、あえて車底を擦って走行した車両でも、底を擦った情報を蓄積しているため、修理情報として利用することが可能である。また、底擦り情報を持った車両であれば、新車、中古車購入時にユーザーが底擦り情報を事前に知った上で購入することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明による底擦り回避補助装置の第１の実施形態を示すブロック構成図であって、１は地図データ入力部、２は地面形状データ抽出部、３は特徴点位置データ取得部、４はステレオカメラ、４ａ，４ｂはカメラ、５ａ，５ｂは画像処理部、６は特徴抽出部、７は特徴点位置算出部、８は特徴座標位置袷部、９は地面形状座標変換部、１０は底擦り判定部、１１は自車両形状データ入力部、１２は出力部、１３は地面形状データ算出部である。
【００２９】
同図において、この第１の実施形態は、自車両の走行路（道路や踏切，駐車場など）の進行方向の地面形状データを算出する地面形状データ算出部１３と、自車両の底面の形状データが入力される自車両形状データ入力部１１と、地面形状データ算出部１３からの走行路の地面形状データと自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面形状データとから自車両に底擦れが生ずるか否かを判定する底擦れ判定部１０と、底擦り判定部１０の判定結果を運転手などの搭乗者に通知する出力部１２とから構成されており、自車両に搭載されている。
【００３０】
また、地面形状データ算出部１３は、自車両の進行方向の３次元または２次元の地図データを受信する地図データ入力部１と、受信された地図データから自車両の走行路の地面の形状データ（地面の各位置での高さや傾斜などのデータ）Ａを抽出する地面形状データ抽出部２と、この地面形状データＡから地面の凹凸部や地面上の障害物などがある特徴点の位置を表わす特徴点位置データＢを抽出する特徴位置データ取得部３と、２つのカメラ４ａ，４ｂからなり、自車両での地面や自車両の周辺の地面を撮像するステレオカメラ４と、カメラ４ａ，４ｂ夫々から出力される映像情報を処理する画像処理部５ａ，５ｂと、画像処理部５ａ，５ｂの出力映像情報から自車両での地面やその周辺の地面の形状の特徴を抽出する特徴抽出部６と、特徴抽出部６で抽出された特徴点の位置（即ち、自車両からの距離，方向）のデータ（特徴点位置データＣ）を算出する特徴点位置算出部７と、特徴点位置データ取得部３で抽出された特徴点位置データＢと特徴点位置算出部７で算出された特徴点位置データＣとを重ね合わせ、これらデータの特徴点がマッチングするための座標変換のパラメータを算出する特徴座標位置合わせ部８と、特徴点位置データ取得部３で得られた地面形状データＡをこのパラメータを用いて座標変換し、自車両の底擦りの有無の判定をするための地面形状データ（地面の特徴点を含む各位置での高さや傾斜などの情報）Ｄを求める地面形状座標変換部９とから構成されている。
【００３１】
即ち、地面形状データ算出部１３は、ステレオカメラ４の撮像によって得られる映像情報から、自車両での地面や自車両の周辺の地面の特徴点の位置を求め、この特徴点の位置での地面の形状の具体的な値（地面の傾斜や高さなどの値）を、地図データ入力部１で受信された地図データから地面形状データ抽出部２で得られる地面形状データＡをもとに、求めるものである。このために、特徴座標位置合わせ部８により、地面形状データＡから特徴点位置データ取得部３で抽出された特徴点位置データＢでの特徴点の位置と特徴点位置算出部７で算出された特徴点位置データＣでの特徴点の位置とが一致するための座標変換のパラメータを求め、このパラメータによって地面形状データ抽出部２で抽出された地面形状データＡを座標変換することにより、この地面形状データＡをステレオカメラ４からの映像情報から得られたデータと同等の地面形状データＤとするものである。これにより、地面形状座標変換部９において、自車両の位置での地面や自車両の周辺での地面の傾斜や高さなどの地面形状データＤを取得することができるものである。
【００３２】
図２は地図データ入力部１で得られた地図データのワールド座標系（World Coordinate System）をステレオカメラ４のワールド座標系への変換の一具体例を示す図である。
【００３３】
同図において、Ａは自車両に搭載されたステレオカメラ４に対して設定されたワールド座標系ＸＹＺを示すものであって、ステレオカメラ４での左側のカメラ４ａと右側のカメラ４ｂとの撮像によって得られる地面形状データ１５は、このワールド座標系ＸＹＺのデータとして得られる。かかる地面形状データ１５で特徴点１５ａ，１５ｂ，１５ｃが存在する場合には、これらの特徴点位置データが特徴抽出部６と特徴点位置算出部７とによって得られる。
【００３４】
また、１６は地図データ入力部１から得られる絶対空間のワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’での地図データを示すものであって、かかる地図データ１６から地面形状データ抽出部２（図１）により、地面での各位置がＸ’Ｙ’Ｚ’の座標値からなる地面形状データＡが得られ、この地面形状データＡから、特徴点位置データ取得部３により、この地面形状データＡでの特徴点１６ａ，１６ｂ，１６ｃに対する特徴点位置データＢが得られる。
【００３５】
ここで、地面形状データＡでの特徴点１６ａが地面形状データ１５での特徴点１５ａに相当し、以下、特徴点１６ｂが特徴点１５ｂに、特徴点１６ｃが特徴点１５ｃに相当するものとすると、特徴点１６ａを特徴点１５ａに、特徴点１６ｂを特徴点１５ｂに、特徴点１６ｃを特徴点１５ｃに夫々一致させるように、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への各々の回転成分を表わす３×３の回転行列をＲ、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への平行移動の移動量を表わす３×１の並進ベクトルをｔとして、
【数１】
【００３６】
により、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’をワールド座標系ＸＹＺに座標変換するものである。かかる回転行列Ｒと並進ベクトルｔとが特徴座標位置合わせ部８で求められ、かかるパラメータに基づいて座標変換が地面形状座標変換部９で行なわれる。
【００３７】
図３はステレオカメラ４のワールド座標系ＸＹＺの定義を示す図である。
【００３８】
同図において、左側のカメラ４ａと右側のカメラ４ｂとは、光軸Ｏｘが平行となるように設置されている。３次元のワールド座標系ＸＹＺは、左側のカメラ４ａのレンズの中心点４ａ1と右側のカメラ４ｂのレンズの中心点４ｂ1を結ぶ直線上の中点１７を原点として、この原点１７を通るこの直線に沿う軸をＸ軸とし、原点１７を通り、光軸Ｏｘに平行な軸をＺ軸とし、原点１７を通り、Ｘ，Ｚ軸に垂直な軸をＹ軸とするものである。
【００３９】
図１において、地面形状座標変換部９で得られた地面形状データＤと自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面の形状データ（以下、自車両形状データという）Ｅとから、底擦り判定部１０により、自車両の底面が走行経路上の地面あるいは障害物に擦れるかどうか判定される。自車両の底面が擦れると判定された場合には、その判定結果に基づいて、出力部１２から人間が認識可能な感覚、例えば、視覚で認識可能な表示や聴覚で認識可能な音声により、搭乗者に底擦りすることを事前に知らせる警告が発せられる。
【００４０】
図４はこの第１の実施形態の以上の一連の処理の流れを示すフローチャートである。以下、この処理の流れを前出図面も参照して説明する。
【００４１】
同図において、地図データ入力部１から地図データを取得し（ＳＴ（ステップ）１）、地面形状データ抽出部２により、取得したこの地図データから地面形状データＡを抽出する（ＳＴ２）。また、停車中あるいは走行中の自車両やその付近の地面をステレオカメラ４が撮像して画像情報を取得し（ＳＴ３）、画像処理部５ａ，５ｂで処理した後、特徴抽出部６によってこの画像情報から地面の特徴点を抽出し（ＳＴ４）、特徴点位置算出部７で自車両からこの特徴点までの距離を算出して第１の特徴点位置データ（図２での特徴点１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置データに相当）Ｃを得る（ＳＴ５）。また、地面形状データ抽出部２で抽出した（ＳＴ２）地面形状データＡからも、特徴点の位置データ、即ち、第２の特徴点位置データ（図２での特徴点１６ａ，１６ｂ，１６ｃの位置データに相当）Ｂを抽出する（ＳＴ６）。
【００４２】
そして、特徴座標位置合わせ部８でこれら第１，第２の特徴点位置データＢ，Ｃでの特徴点の座標位置合わせを行なって、座標変換のパラメータ（上記数１での回転行列Ｒ，並進ベクトルｔ）を求め（ＳＴ７）、地面形状データ抽出部２で抽出された地面形状データＡをステレオカメラ４の座標系のデータへと座標変換して、この座標変換された地面形状データＡから地面形状データＤを取得する（ＳＴ８）。
【００４３】
以上が地面形状データ算出部１３で行なわれる処理である（ＳＴ１２）。
【００４４】
次に、この地面形状データＤは底擦り判定部１０に送られ、自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面の形状データ、即ち、自車両形状データＥとに基づいて、自車両の底擦りの有無の判定を行なう（ＳＴ９）。底擦りが生ずるか否かの判定は、自車両の底面と地面との間の距離が０以下であるか否かを検出することによって行なう。その判定の結果が底擦りすることである場合には（ＳＴ１０）、人間が認識可能な聴覚，視覚あるいは触覚などの伝達手段により、音声や画像の表示，振動などを行なって搭乗者に底擦りすることを伝える（ＳＴ１１）。
【００４５】
かかる処理は、自車両が特徴点からその車速に応じた所定の距離の位置に達すると、開始する。
【００４６】
この第１の実施形態においては、特徴点の地面の形状として、単に地面上の起伏などの特徴を利用するばかりでなく、底擦り判定の特徴点の抽出の対応の応用として、道路上の白線を利用したり、踏み切りのレールを利用したりするなど道路上や走行する地面の形状以外の特徴を用いることにより、特徴点抽出の速度や正確さを向上させてもよい。また、ステレオカメラ４からの画像情報から抽出した地面形状データを地図データに反映させることにより、地図データの更新をも可能とする。
【００４７】
図５は本発明による底擦り回避補助装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１８は通過経路演算部であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４８】
同図において、この第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態に通過経路演算部１８を追加し、底擦りを回避するための通過径路やその進入角度を指示するようにしたものである。ここで、「通過経路」とは、道路などの走行路上での中央寄りや右側寄り，左側寄りといった自車両が走行（通過）する経路をいい、特に、後述するようにして底擦りを回避可能に求められた通過経路を「底擦り回避迂回経路」という。
【００４９】
この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、底擦り判定部１０において、地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤと自車両形状データ入力部１１からの自車両形状データＥとから、自車両の底面が地面や地面上の障害物に底擦りするかどうかが判定されるが、その判定結果が底擦りを行なうというものであるときには、自車両がその走行路上をそのときの通過経路でそのまま走行し続けると、底擦りが生ずるので、出力部１２でその旨の警報が発せられるようにするとともに、通過経路演算部１８により、その走行路上での通過経路を変更し、地面の底擦りを生じさせる形状部分や障害物を避けて進行可能な新たな通過経路とそれへの進入位置や進入角度が算出され、この算出結果を基に、この新たな通過経路、即ち、底擦り回避迂回経路やそれへの進入位置，進入角度を出力部１２に表示したり、音声などでこの底擦り回避迂回経路を通過可能とするための情報を伝達し、底擦り回避を補助する。なお、かかる出力結果を用いることにより、そのときには、人間が運転しなくとも、この出力結果を車両の制御系に伝達することで自動運転による底擦り回避をも可能とすることができる。
【００５０】
図６はこの第２の実施形態の以上の一連の処理の流れを示すフローチャートである。以下、この処理の流れを図５も参照して説明する。
【００５１】
同図において、ＳＴ１２，ＳＴ９，ＳＴ１０は、第１の実施形態での図４のＳＴ１２，ＳＴ９，ＳＴ１０と同様であり、説明を省略する。
【００５２】
底擦り判定手段１０により、底擦りするとの判定があると（ＳＴ１０の“ｙｅｓ”）、このときに想定する底擦りを回避するための通過経路への進入位置までの距離をＺ0＝０とし、この進入位置でのこの想定する通過経路への進入角度をθ＝０である。このときに、ＳＴ１０で底擦りするとの判定があるのである。
【００５３】
そこで、新たに底擦りを回避する通過経路を想定するために、その通過経路への進入位置までの距離Ｚ0をこれまでの距離Ｚ0に所定の距離ΔＺ0を加えたＺ0＋ΔＺ0としてΔＺ0だけ変化させ、進入角θをこれまでの進入角θに所定の角度Δθを加えたθ＋ΔθとしてΔθだけ変化させ（ＳＴ１３）、かかる通過経路での地面形状を地面形状データ算出部１３から求めた地面形状データＤをもとに求めて、底擦りが生ずるか否かを判定する（ＳＴ１４）。そして、この新たな通過経路で底擦りが生じなければ（ＳＴ１５の“ｎｏ”）、かかる通過経路を、底擦り回避迂回経路として、その情報（この底擦り回避迂回経路までの距離Ｚ0と進入角θなど）を出力部１２に送り、カーナビなどの画面や視覚で確認できる方法で運転者に伝える（ＳＴ１６）。
【００５４】
新たに想定した通過経路でも、底擦りが生ずる場合には（ＳＴ１５の“ｙｅｓ”）、ＳＴ１３に戻って、さらに、進入位置までの距離Ｚ0をΔＺ0だけ変化させ、また、進入角θをΔθだけ変化させて（ＳＴ１３）、さらに新たな通過経路を想定し、これでもって底擦りの有無の判定を行なう（ＳＴ１４）。そして、底擦りが生じないと判定される通過通路が得られるまで（即ち、ＳＴ１５で“ｎｏ”となるまで）、進入角θをΔθずつ、また、進入位置までの距離Ｚ0をΔＺ0ずつ夫々順次変化させる。これにより、底擦りが生じないとの判定があると（ＳＴ１５の“ｎｏ”）、このとき想定されている通過経路を底擦り回避迂回経路として、その情報を出力部１２に送り、カーナビなどの画面や視覚で確認できる方法で搭乗者に伝える（ＳＴ１６）。
【００５５】
かかる処理は、自車両が特徴点からその車速に応じた所定の距離の位置に達すると、開始する。
【００５６】
なお、底擦り判定部１０によるＳＴ１４の底擦り判定では、新たに想定された通過経路での地面形状を地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤから求め、この地面形状と自車両形状データＥとを基に行なわれる。
【００５７】
また、このような底擦り回避通過通路の探索処理中、実際には、自車両が走行しているし、また、運転者がハンドルを切るなどして進行方向も変化している。このため、この運転者の反応速度や車両の特性などのデータを利用して、車体が進む距離や走行方向の変化をも考慮して、進入角θや進入位置までの距離Ｚ0を修正する。これにより、精度の高い底擦り回避のための進行経路の決定処理が行なわれることになる。
【００５８】
このようにして、この第２の実施形態では、走行路を走行中に底擦りが生ずる特徴点があることを運転者や同乗者に通報するとともに、この底擦りを回避するための通過経路、即ち、底擦り回避迂回経路も運転者や同乗者に知らされることができ、これにより、自車両の底擦りを回避できる通過経路も知ることができる。
【００５９】
図７は本発明による底擦り回避補助装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１９は底擦り経路蓄積部、２０は底擦り回避迂回経路選択部、２１は底擦り回避迂回経路出力部であり、図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６０】
この第３の実施形態は、これまで走行した走行路での特徴点の底擦りが生ずる通過経路（底擦り通過経路）と底擦りを回避できる通過経路（底擦り回避迂回経路）との情報（侵入位置や侵入角度など）を蓄積しておき、この走行経路を自車両が再度走行するときに、この蓄積情報を利用して底擦りを回避することができるようにしたものである。図７（ａ）は情報の蓄積システムを示すものであり、図７（ｂ）は蓄積情報の利用システムを示すものである。
【００６１】
同図において、図５に示す第２の実施形態と同様、底擦り判定部１０と通過経路演算部１８とにより、地面形状データ算出部１３からの地面の特徴点の属性情報と自車両形状データ入力部１１からの自車両形状データＥとから、底擦りを生ずる底擦り通過経路と底擦りを回避できる底擦り回避迂回経路とが求められる。このようにして得られた情報は、特徴点毎に、地面形状データ算出部１３の特徴点位置データ取得部３で得られた特徴点位置データＢ（図１）と関連付けて底擦り経路蓄積部１９に蓄積される。
【００６２】
このようにして、底擦り経路蓄積部１９には、自車両が一度走行した走行路で検出される特徴点毎に、底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報が特徴点位置データＢと関連付けて蓄積される。
【００６３】
図７（ｂ）に示す蓄積情報の利用システムは、カーナビゲーションシステムなどを利用して底擦り経路蓄積部１９から選択した底擦り回避迂回経路との情報を表示するものであり、底擦り回避迂回経路出力部２１は、かかるカーナビゲーションシステムなどに設けられているものである。
【００６４】
装置に電源が入ると、底擦り回避迂回経路選択部２０は、底擦り経路蓄積部１９から特徴点位置データＢを読み出し、また、自車両の現在位置を示す自車両位置データＥが供給され、自車両の現在位置と特徴点の位置との関係を監視する。自車両の現在位置がある特徴点の位置から所定の距離の位置となると、底擦り回避迂回経路選択部２０は、特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する底擦り回避迂回経路の情報を底擦り経路蓄積部１９から選択し、これを底擦り回避迂回経路蓄積部２１に供給する。これにより、出力部１２では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報（進入位置までの距離や進入角度など）が視覚的、聴覚的に表示される。
【００６５】
このようにして、既に取得した底擦り回避迂回経路の情報を利用することができ、かかる情報を迅速に表示させることができて、できるだけ早く運転者に通報することが可能となる。また、底擦り回避迂回経路の表示手段としても、車両に搭載されるカーナビゲーションシステムのディスプレイなどを利用することができ、車両内に配置するディスプレイの個数を低減でき、運転者が見る対象を減らすことができて運転への支障を防止することができる。
【００６６】
ところで、底擦り経路蓄積部１９に蓄積した情報を、他の車両でも、利用することができようにすることもできる。但し、この場合には、底擦り経路蓄積部１９には、さらに、各特徴点に対し、上記の底擦り回避迂回経路の情報などとともに、これに対して地面形状データ算出部１３から得られた地面形状データＤも蓄積する。また、この場合には、底擦り回避補助装置としては、図７（ｂ）に示す蓄積情報の利用システムだけを備えたものでもよい。
【００６７】
以下では、図７（ｂ）を用いてこの点について説明する。
【００６８】
少なくとも図７（ａ）に示す情報の蓄積システムを備えた車両では、上記のように、底擦り経路蓄積部１９に、特徴点毎に、底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報が特徴点位置データＢと関連付けて蓄積されるが、さらに、地面形状算出部１３からの地面形状データＤも関連付けて蓄積される。かかる底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報は、通信手段やリムーバブルメディアなどを用いて、他の車両に送り、その底擦り経路蓄積部１９にコピーすることができる。また、この蓄積情報を送る際には、その車両の底面の形状データも送る。
【００６９】
このようにして、他の車両から送られてきた蓄積情報は、図７（ｂ）において、自車両の底擦り経路蓄積部１９に、提供元の車両毎に区分して、蓄積される。また、他の車両から送られてきた車両の底面の形状データは自車両形状データ入力部１１に登録されるが、このとき、この情報提供元の車両が提供元の車両が自車両と車種が同一であるかどうか、また、異種の車両であっても、底面の形状が自車両と同一であるかどうかが判断され、その判断結果の情報（以下、車種情報という）が自車両形状データ入力部１１に保存される。なお、他の車両が自車両と同一車種や底面が同一である場合、以下では、この他の車両を同一車種の車両という。
【００７０】
装置に電源が入ると、底擦り回避迂回経路選択部２１は、自車位置を表わす自車位置データＥを取り込むとともに、底擦り経路蓄積部１９から全ての特徴点位置データがこれを提供した他の車両と関連付けて読み出し、自車位置データＥと特徴点位置データとを照合して自車両の現在位置と特徴点の位置との関係を監視する。自車両の現在位置がある特徴点の位置から所定の距離の位置となると、底擦り回避迂回経路選択部２１は、自車両形状データ入力部１１に蓄積されている車種情報をもとに、底擦り回避迂回経路の情報や特徴点位置データなどを提供した上記の他の車両が自車両と同一車種であるかどうかを判断する。
【００７１】
そして、他の車両が自車両と同一車種である場合には、底擦り回避迂回経路選択部２１は、読み出した特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する底擦り回避迂回経路の情報を底擦り経路蓄積部１９から選択し、これを底擦り回避迂回経路出力部２１に供給する。これにより、底擦り回避迂回経路出力部２１では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報（進入位置までの距離や進入角度など）が視覚的、聴覚的に表示される。
【００７２】
また、他の車両が自車両と車種が異なる場合には、底擦り回避迂回経路選択部２１は、読み出した特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する地面形状データＤを選択し、これと自車両形状データ入力部１１からの該当する車両の底面の形状データとから、上記のようにして、底擦り回避迂回経路の情報を求め、これを底擦り回避迂回経路出力部２１に供給する。これにより、底擦り回避迂回経路出力部２１では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報が視覚的、聴覚的に表示される。
【００７３】
このようにして、この第３の実施形態では、第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、他の車両で得られた情報も利用することができ、始めて走行する走行路についても、底擦りを回避するための情報を迅速に取得することができて、これを利用することができる。
【００７４】
なお、図７（ａ）における地面形状データ算出部１３は、上記のように、常時走行路の特徴点を検出し、特徴点が検出したときには、上記の処理を行なって地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤをもとに底擦り判定部１０から得られた底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報を、この新たな特徴点の位置情報（特徴点位置データ）と関連付けて、底擦り経路蓄積部１９に追加蓄積するが、かかる情報によって既に蓄積されている同じ特徴点の情報を更新するようにすることもできる。
【００７５】
また、走行路の補修工事などにより、特徴点が解消された場合には、この特徴点に対する底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報は使用されなくなる。この場合、かかる情報をそのまま底擦り経路蓄積部１９に残しておくようにしてもよいが、底擦り経路蓄積部１９に蓄積されている特徴点位置データによる特徴点の位置に自車両の現在位置が達したとき、地面形状データ算出部１３の特徴点位置データ取得部３（図１）で特徴点位置データが得られない場合、この特徴点位置データに関する底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報を削除するようにしてもよい。これにより、不要な蓄積情報をなくし、底擦り経路蓄積部１９を有効に利用することを可能にする。
【００７６】
次に、本発明による底擦り回避補助装置の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態も、その構成は先の第１，第２または第３の実施形態と同様の図１，図５または図７に示す構成をなすものであるが、地面形状、即ち、地面の起伏の形状に応じて、底擦り判定の間隔を異ならせるものである。
【００７７】
図８は地面を真横から見た場合の地面の異なる起伏の例を模式的に示す図であって、同図（ａ）は起伏が緩やかな地面（ここでは、特徴点が１つある）を示し、同図（ｂ）は起伏が複雑な地面（ここでは、３個の特徴点が続いてある）を示すものである。同図（ａ），（ｂ）において、２２ａ，２２ｂは地面、ＰSは底擦り判定開始位置、ＰEは底擦り判定終了点、Ｐは破線で示す底擦り判定位置、ΔＰ1，ΔＰ2は底擦り判定位置Ｐ間の間隔である。
【００７８】
図８（ａ），（ｂ）において、地面２２ａ，２２ｂでの隆起が始まる位置を底擦り判定開始位置ＰSとし、隆起が終わる位置を底擦り判定終了位置ＰEとして、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの間隔ΔＰ1，ΔＰ2の位置を底擦り判定位置Ｐとして、底擦りが生ずることが判定されるまで、この底擦り判定位置Ｐ毎に底擦り判定を行なう。従って、地面２２ａ，２２ｂの起伏が底擦りを生じないものである場合には、底擦り判定終了位置ＰEまで底擦り判定が行なわれる。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、起伏が緩やかな形状の地面２２ａに対しては、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を長くして底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの底擦り判定位置Ｐ、従って、底擦り判定回数を少なくする。これに対し、図８（ｂ）に示すように、起伏が複雑な形状の地面２２ｂに対しては、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を短くして、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの距離が図８（ａ）に示す場合と同じとした場合、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの底擦り判定位置Ｐ、従って、底擦り判定回数を少なくする。
【００８０】
地面の起伏が緩やかな場合に比べ、地面の起伏が複雑な場合には、車両の底面と地面との間隔の変化が頻繁であり、底擦りが何度も生ずる可能性がある。このために、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を短くして頻繁に生ずる可能性のある底擦りを逃さずに検出できるようにする。
【００８１】
図９はかかる処理の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
同図において、自車両形状データＥを取得した後（ＳＴ２０）、現在の自車両が走行している走行路での現在の進入角度の通過経路を予測する（ＳＴ２１）。そして、入力した地図データからこの通過経路での底擦り判定開始位置ＰSと底擦り判定終了位置ＰEを決定する（ＳＴ２２）。
【００８３】
次いで、まず、底擦り判定開始位置ＰSを底擦り判定位置Ｐとして、自車両の底面から地面までの距離Ｌを算出し（ＳＴ２３）、この距離Ｌが０より小さい場合には（ＳＴ２４の“ｙｅｓ”）、底擦りが生ずると判定し（ＳＴ２５）、先の実施形態のように、出力部に警報を発生し、あるいは、底擦り回避迂回経路の情報などを求め、出力部で警報するとともに、この底擦り回避迂回経路の情報を出力部に供給してかかる情報を表示させる。これにより、このときの特徴点に対するかかる処理を終了する。
【００８４】
また、算出した自車両の底面から地面までの距離Ｌが０を越える場合には（ＳＴ２４の“ｎｏ”）、底擦りは生じないと判定し（ＳＴ２６）、底擦り判定終了位置ＰEに達していないので（ＳＴ２６の“ｎｏ”）、底擦りの有無の判定をこの底擦り判定位置Ｐから距離ΔＰだけ離れたＰ＋ΔＰの次の底擦り判定位置Ｐとし（ＳＴ２８）、ＳＴ２３からの同様の処理を行なう。
【００８５】
そして、底擦りが生ずると判定があるまで（ＳＴ２４，２５）、ＳＴ２３，２４，２６，２７，２８の一連の処理が各底擦り判定位置Ｐ毎に行なわれ、自車両が底擦り判定終了位置ＰEに達するまでに底擦りが生ずると判定があると、この処理が終了し、出力部で警報や底擦り回避迂回経路の情報の表示を行なわせるが、底擦り判定終了位置ＰEまで処理を行なっても、底擦りが生ずるとの判定がない場合には（ＳＴ２４，２６）、全ての底擦り判定位置Ｐでの処理が終了し、底擦りは生じないものとして（ＳＴ２７の“ｙｅｓ”）、一連の処理を終了する。
【００８６】
この処理において、底擦りの有無の判定時の通過経路や自車両の車速などの情報を蓄積しておき、これを再利用することも可能とする。車両が加速や減速，バウンドなどをすることにより、地面からの自車両の底面の高さが変わるため、車速や車両スペック（仕様）によってどの程度この底面が浮き沈みしたり、傾いたりするかという情報を蓄積しておき、スペック値と実際の底擦りの有無の判定時の情報を利用して更に精度の高い底擦りの有無の判定を行なうことも可能とする。また、このことは、他の実施形態においても、底擦りの有無の判定の際に適用できるものである。
【００８７】
ここで、図１０により、自車両の進行方向を変える処理（ヨー角変更処理）について説明する。
【００８８】
同図において、現時点ｔ0での車両２３の走行（進行）方向を軸ＳＤに沿う方向とし、この時点での車両２３の移動量ＰをＰ＝０とする。また、このときの車両２３の進行方向の変化量θをθ＝０とする。また、現時点ｔ0から時間Δｔ経過後の時刻ｔ0＋Δｔでの車両２３がＰ0だけ移動するものとすると、時間Δｔだけ経過した後の車両２３の予測移動量ＰはＰ＝Ｐ0となる。この時間Δｔ経過中での車両の走行方向が変わらないものとすると、この間の車両２３の走行方向も軸ＳＤに沿うものであり、進行方向の予測変化量θはθ＝０である。
【００８９】
いま、水平面上での進行方向の変化量θ及び垂直面での進行方向の変化量ψ（即ち、坂などによる高さ方向の変化量）に対し、進行方向を（ｓｉｎθ，ｓｉｎψ，ｃｏｓθ）と定義する。従って、車両が水平面上を軸ＳＤに沿って走行する場合、θ＝ψ＝０であるから、移動量Ｐ＝０の現時点ｔ０での車両２３の進行方向は（０，０，１）であり、また、時刻ｔがｔｏ≦ｔ≦ｔ０＋Δｔの車両２３Ｐ０だけ移動しているときの進行方向も、同じく（０，０，１）と予測される。
【００９０】
ここで、現時点ｔ0から時刻Δｔ経過してＰ0だけ移動したとき、軸ＳＤ’方向の底擦り回避迂回経路に進行するために、車両２３の進行方向を水平面上で角度θ(≠０）だけ変化させるものとすると、現時点ｔ0から時刻Δｔ経過した後では(ｔ0＋Δｔ＜ｔ：Ｐ0＜Ｐ）、車両２３の進行方向は（ｓｉｎθ，０，ｃｏｓθ）となる。
【００９１】
このように進行方向を定義をすることにより、車両の移動とともに時々刻々と変化する進入角度や進行方向を明確に表わすことができ、底擦り回避迂回経路の算出に反映させることができる。
【００９２】
図１１は本発明による底擦り回避補助装置の第５の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２４は撮像部、２５は自車両形状データ蓄積部、２６は自車両形状比較部、２７は修理情報抽出部であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００９３】
同図において、この実施形態では、自車両の底面の底擦りが生ずる可能性のある部分を撮像する１以上のカメラからなる撮像部２４を備えている。この撮像部２４は、自車両の底面の底擦りが生じない位置、例えば、車軸の近くなどに設けられている。この撮像部２４では、そのカメラの撮像によって得られた画像情報から自車両の底面の形状を表わす自車両形状データＦを作成し、自車両形状データ入力部１１を介して自車両形状比較部２６に供給する。ここで、撮像部２４では、さらに、各カメラ毎に撮像した画像情報の変化の有無を監視しており、カメラの１つまたは２以上の撮像画像情報に変化があると、自車両の底面のこのカメラが撮像した部分に底擦りが発生したものと判断し、そのときにのみ自動的に自車両形状データＦを自車両形状入力部１１に出力する。これにより、底擦りが発生した部分の自車両形状データＦが自車両形状比較部２６に供給される。
【００９４】
一方、自車両形状データ蓄積部２５には、自車両の底擦りが生じてないときの底面の形状データ（自車両形状データ）Ｇが、撮像部２４でのカメラの撮像領域毎に区分されて蓄積されており、撮像部２４のいずれかのカメラからの画像情報に底擦りがあったと判断されると、このカメラに対応する自車両形状データＧが読み出され、自車両形状比較部２６に供給される。
【００９５】
これにより、自車両形状比較部２６は、自車両形状データ蓄積部２５からの底擦り前の自車両形状データＧと自車両形状入力部１１からの底擦り後の自車両形状データＦとを比較し、底擦りの程度を表わすその比較結果を修理情報抽出部２７に供給する。この修理情報抽出部２７では、底擦りによる自車両形状データの変形の程度に応じた修理情報Ｈが保存されており、自車両形状比較部２６での比較結果に応じた修理情報Ｈを抽出して自車両形状比較部２６に供給する。自車両形状比較部２６は、この修理情報Ｈを出力部１２に供給し、この出力部１２で警報を発生させるとともに、修理情報Ｈを表示させる。
【００９６】
ここで、形状に変形がなくとも、底擦りによる塗装の剥げ具合で地金が見えている場合には、即時に塗装を促す修理情報Ｈを出力したり、地金も見えていない場合には、即時に塗装修理をしなくても良いことなどを案内する。また、車底を擦っているが、修理をしなかった場合にどの程度の期間で修理や交換が必要かといった情報も出力するようにすることもできるし、底擦りにより変形した場合などで、走行に支障を来たす場合や直ぐには走行に支障を来たさないが、将来走行に支障を来たす恐れがある場合には、警告やログを出力するようにすることもできる。さらに、底擦りした箇所を定期または不定期、または、任意に底擦り箇所を撮像部２４で撮像し、底擦り箇所の錆び具合や劣化の程度を映像で出力部１２により表示出力し、底擦り時からの変化を確認するようにすることもできる。さらにまた、底擦りの程度により、必ず修理が必要な状態に陥った場合には、修理の必要な箇所の部位を文字や画像によって出力部１２で一覧表示するようにすることも可能であり、修理費用の予算など修理に関する情報を提供するようにすることも可能である。
【００９７】
図１２は底擦り回避補助装置の第６の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２８は底擦り回避補助装置、２９は車両制御部、３０は車両駆動部である。
【００９８】
同図において、底擦り回避補助装置２８は、先の第２〜第４の実施形態のように、底擦り回避迂回経路の情報Ｉを出力するものであり、この情報を基に、車両制御部２９が車両駆動部３０を制御して、自車両を自動的に底擦り回避迂回経路を走行させるものである。勿論、このときには、図示しない出力部により、運転手にこのことを通知し、底擦り回避迂回経路への自動走行に対し、運転手が戸惑うことがないようにする。
【００９９】
これにより、運転手が意識することなく、自車両は底擦りを生ずる特徴点を回避する走行を行なうことになる。
【０１００】
次に、以上の実施形態では、特に説明しなかったが、底擦りが予想される箇所（底擦り予想箇所）が底擦り判定部１０で検出されると、出力部１２でこれを表わす画面表示をすることができる。以下では、かかる画面表示の具体例について説明する。
【０１０１】
図１３は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第１の具体例を示す図であって、同図（ａ）は予想される底擦りエリアがある走行路を自車両が走行している状態を示す図、同図（ｂ）はその場合の画面表示を示す図であって、１４は自車両、３１は予想される底擦り地形エリア、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは予想される底擦り地形箇所（特徴点）、３２は予想される地形底擦りエリア表示画面、３２ａ，３２ｂ，３２ｃは予想される底擦り地形箇所（特徴点）である。
【０１０２】
同図（ａ）において、いま、車両１４が走行路を走行中、底擦りの判定処理により、現在の進入角度や速度で走行すれば、例えば、図示するように、底擦りが予想される箇所、即ち、底擦り地形箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃを含む底擦り地形エリア３１が検出されたものとすると、上記の出力部１２では、図１４（ｂ）に示すように、この底擦り地形エリア３１を表わす底擦りエリア表示画面３２が表示される。底擦りエリア表示画面３２は、底擦り地形エリア３１を車両１４から正面にみた画面であり、底擦り地形エリア３１での底擦り地形箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃが夫々底擦り地形箇所３２ａ，３２ｂ，３２ｃとして表示される。
【０１０３】
ここで、底擦りエリア表示画面３２では、底擦り地形箇所３２ａ，３２ｂ，３２ｃが、車両１４に生ずる底擦りの強弱の度合いを運転手などが直感的に認識できるように、その表示の仕方を異ならせている。例えば、色の濃淡や色の種類の違いなどに応じて予想される底擦りの度合いを表現することが考えられるが、色の濃淡で表現する場合、例えば、強い底擦りが生ずると予想される底擦り箇所は色を濃く表示し、強い底擦りが生じないと予想される底擦り箇所は色を淡く表示するように、画像処理を行なう。
【０１０４】
なお、現状の走行状態で走行している場合に底擦りが生じないと予想される地形箇所については、底擦りエリア表示画面３２に表示ないようにすることもできるし（従って、上記のように設定された底擦り回避迂回経路に車両が進入すると、これによって影響しない底擦り地形箇所は、底擦りエリア表示画面３２から消えることになる）、また、底擦り地形箇所を一定の時間間隔、または、不定期の時間間隔や、任意の時間間隔で点滅表示させるようにすることもできる。
【０１０５】
図１４は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第２の具体例を示す図であって、３３は表示画面、３４は地図画面、３５は自車両、３６は予想される底擦り地形エリア、３６ａ，３６ｂ，３６ｃは予想される底擦り地形箇所、３７は地面画面、３８ａ，３８ｂ，３８ｃは予想される底擦り地形箇所、３９は枠、４０は文字、４１は矢印、４２は車底画面、４３は車底、４４ａ〜４４ｄは予想される底擦り箇所である。
【０１０６】
同図において、表示画面３３には、画面分割により、走行する自車両３５とその周辺を示す地図を表示する地図画面３４と、自車両３５からみた地面の予想される形状を表示する地面画面３７と、自車両の底面４３を表示する車底画面４２とが表示される。
【０１０７】
地図画面３４では、予想される通過経路に沿って走行する自車両３５とこの通過経路上での予想される底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃを含む底擦り地形エりア３６が表示される。この通過経路上にない底擦り地形箇所は表示されない。
【０１０８】
また、地面画面３７には、通過経路と地図画面３４での底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃに対応する底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃとが表示される。この場合、底擦り地面箇所であることを明確にするために、底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃ夫々に対し、枠３９で囲む枠表示をしたり、例えば、「キケン」といったような文字列４０を表示する文字表示をしたり、底擦り地形箇所を指し示す矢印４１を表示したりすることも可能である。
【０１０９】
車底画面４２には、自車両の車底４３の画像と、地図画面３４で表示される底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃや地面画面３７で表示される底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃによって予想される車底４３での底擦り箇所４４ａ〜４４ｄとが表示される。このような車底４３の画像は先の自車両形状データ入力部１１から得られる自車両形状データの１つであり、底擦り箇所４４ａ〜４４ｄは底擦り判定部１０での判定処理によって得られるものである。
【０１１０】
また、これとともに、予測した底擦りの程度に応じて、音声出力の音量の大きさで危険度を表現することにより、音量が大きければ、底擦りの影響が大きく、小さければ、底擦りの影響が小さいというように表現するようにすることもでき、運転手などが画面を見なくても、直感的に底擦りの危険度を認識することができるようにすることもできる。
【０１１１】
なお、車底と地面との接触する箇所（底擦り箇所）を画面に表示する際、その拡大表示や縮小表示も可能とすることができるし、また、画面分割表示させる際には、画面の分割数や画面の配置は任意な設定可能とすることができるし、さらには、複数のモニタに底擦りの優先度に応じて表示できるようにすることができ、優先順位の高い底擦り箇所の画像を優先的に画面表示できるようにすることもできる。
【０１１２】
図１５は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第３の具体例を示す図であって、４４は底擦り箇所、４５〜４８はディスプレイ、４９は車体、５０は底擦り箇所であり、図１４に対応する部分には同一符号を付けている。
【０１１３】
同図において、この具体例は４個のディスプレイ４５〜４８を用い、夫々毎に底擦りに関する異なる情報の画面表示を行なうようにしたものである。
【０１１４】
ディスプレイ４５には、底擦り地形エリア３５が拡大して表示されるものであり、ここでは、図１４に示す地図画面３４での底擦り地形エリア３５が拡大して表示された状態を示す。ディスプレイ４６には、自車両から見た走行方向の地面が拡大して表示されるものであって、ここでは、図１４に示す地面画面３７での底擦り地形エリア３５が拡大して表示されている状態を示す。ディスプレイ４７には、自車両の車体４９の画像とこの車体４９での底擦り箇所５０の位置が概略的に拡大して表示される。これにより、運転手などは、自車両での底擦り箇所５０の概略位置を知ることができる。ディスプレイ４８には、自車両の車底４３が、そこでの予想される底擦り箇所４４とともに、拡大して表示される。
【０１１５】
また、これらディスプレイ４５〜４８に同一または異なる角度からの底擦りに関する画像を表示することも可能とする。
【０１１６】
なお、ここで、４個のディスプレイを用いたが、これ以外の複数のディスプレイを用いて、夫々毎に底擦れに関する必要な情報を表示できるようにすることも可能である。
【０１１７】
ところで、上記の各実施形態では、底擦りが予想される特徴点、即ち、底擦り地形箇所が判定処理によって検出されると、これを回避する底擦り回避迂回経路が探索され、車両がこの底擦り回避迂回路に進行して走行できるようにしたものであるが、現状の進行方向で走行したとき、底擦り地形箇所が予想され場合には、サスペンションなどの自車両の車高を調整する制御を行なうようにすることもできる。自車両が車底を擦ると判断した場合には、サスペンションの強度を強くして固く調整することにより、車体の浮き沈みを抑えて車高を高く調整するようにし、これにより、底擦りを回避できるようにする。また、サスペンション以外でも、車の車高調整機構部分を制御することにより、底擦りを回避するようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、地面の凸状の起伏部のみならず、路面に轍や陥没部分，側溝などの凹部をも認識できるようにすることも可能である。例えば、車両の走行中に轍などの凹部にタイヤが嵌まり込むことが予測される場合には、轍の凹部を避けて走行するように、上記の案内制御ができるようにすることもできる。また、陥没部分があると予想される場合には、陥没部分を予め避ける制御を行なったり、警告したりすることにより、乗り心地を損なうことなく、運転，走行をさせることを可能とする。同様に、側溝部分があるような道路では、側溝部分を避ける案内制御や警告を行なうことにより、タイヤが側溝に嵌まったりするようなことが起こらないように、運転、走行をさせることを可能とする。
【０１１９】
さらに、以上の実施形態は、自家用車などの車両を例に説明したが、本発明は、これのみに限られるものではなく、船舶や航空機など移動する移動体全てに適用することも可能である。例えば、航空機が着陸する場合、滑走路の長さや形状などの情報と航空機の機体の情報とを基に、自動で着陸することをも可能とすることができる。また、船舶の場合であれば、岩礁などの海底の形状の情報と潮位や船舶の形状情報を基に、岩礁に接触しないように航行させることをも可能とする。
【０１２０】
以上、上記実施形態では、カメラを用いて事前に自車両の底擦りを判定し、底擦りすることを事前に知ることを可能としたり、また、そのような底擦りをする経路を迂回する経路、即ち、底擦り回避迂回経路を表示することが可能であるし、さらに、人手で運転しなくとも、自動運転により、底擦りを回避することも可能にする。これまで、人間の感覚に頼っていた部分を、ステレオカメラによる特徴点の測定技術を利用することにより、さらに安全な運転をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明による底擦り回避補助装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１での地図データ入力部で得られた地図データのワールド座標系をステレオカメラ４のワールド座標系への変換の一具体例を示す図である。
【図３】図１でのステレオカメラのワールド座標系ＸＹＺの定義を示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明による底擦り回避補助装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明による底擦り回避補助装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図８】地面を真横から見た場合の地面の異なる起伏の例を模式的に示す図である。
【図９】本発明による底擦り回避補助装置の第４の実施形態での処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】自車両の進行方向を変える処理（ヨー角変更処理）について説明した図である。
【図１１】本発明による底擦り回避補助装置の第５の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明による底擦り回避補助装置の第６の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１３】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第１の具体例を示す図である。
【図１４】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第２の具体例を示す図である。
【図１５】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第３の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 地図データ入力部
２ 地面形状データ抽出部
３ 特徴点位置データ取得部
４ ステレオカメラ
４ａ，４ａ カメラ
５ａ，５ｂ 画像処理部
６ 特徴抽出部
７ 特徴点位置算出部
８ 特徴座標位置袷部
９ 地面形状座標変換部
１０ 底擦り判定部
１１ 自車両形状データ入力部
１２ 出力部
１３ 地面形状データ算出部
１８ 通過経路演算部
１９ 底擦り経路蓄積部
２０ 底擦り回避迂回経路選択部
２１ 底擦り回避迂回経路出力部
２４ 撮像部
２５ 自車両形状データ蓄積部
２６ 自車両形状比較部
２７ 修理情報抽出部
２８ 底擦り回避補助装置
２９ 車両制御部
３０ 車両駆動部
３１ 予想される底擦り地形エリア
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 予想される底擦り地形箇所（特徴点）
３２ 予想される地形底擦りエリア表示画面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 予想される底擦り地形箇所
３３ 表示画面
３４ 地図画面
３５ 自車両
３６ 予想される底擦り地形エリア
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 予想される底擦り地形箇所
３７ 地面画面
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ 予想される底擦り地形箇所
３９ 枠
４０ 文字
４１ 矢印
４２ 車底画面
４３ 車底
４４ａ〜４４ｄ 予想される底擦り箇所
４４ 底擦り箇所
４５〜４８ ディスプレイ
４９ 車体
５０ 底擦り箇所
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの底面が地面や障害物に接触することによる底擦りを防止することができるようにした運転支援装置としての底擦り回避補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載カメラとして車両にカメラなど撮像装置を搭載し、車両の周辺の地面を撮像することにより、得られた画像データから地面や地面状の障害物を検出するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の技術では、撮像装置から得られた画像データの各画素の三次元座標系での位置や画素値といった属性情報を検出し、かかる属性情報に基づいて画素の位置分布を求め、かかる分布から地面を推定するとともに、地面上の障害物を検出するものである。
【特許文献１】公開番号 特開平１０−１４３６５９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車両の底をする危険性があるにもかかわらず、乗り越えられると運転者が判断した地面の段差や傾斜を走行して車両の底をすったり、乗り上げたりする課題があった。
【０００５】
上記特許文献１の記載の技術では、車両が走行する地面やその地面上の障害物を検出することができ、この障害物を回避するように、車両を走行させることにより、この障害物との衝突を避けることができる。
【０００６】
しかしながら、地面に起伏がある場合には、上記特許文献１に記載の技術では、この起伏を地面の一部と見なしてしまい、車両の底面がこの起伏によって地面を擦り、底擦りが生ずるものであっても、これを回避させるような情報を提供するものではない。
【０００７】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、車両の底擦りの発生を事前に確実に知ることができ、これを確実に回避することができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、車両に底擦りが生じた場合の修理に関する情報を即座に知ることができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、車両に底擦りが生じたとき、この底擦りの位置を即座に知ることができるようにした底擦り回避補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、自車両が走行している地面を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像した地面情報を用いて地面の形状データを求める地面形状抽出手段と、地面形状抽出手段から求めた地面の形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、第１の特徴位置データが第２の特徴点位置データと重なるように、地面形状データ抽出手段で抽出された地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段と、地面形状データ取得手段で取得した第２の地面形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明は、底擦り判定手段による底擦り有りとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、自車両の下の地面や自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、第１の特徴位置データが第２の特徴点位置データと重なるように、地面形状データ抽出手段で抽出された地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段とからなる地面形状データ算出部と、地面形状データ算出部からの第２の地面形状データと自車両の形状データとから、自車両の走行中に自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定部と、底擦り判定部による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算部と、通過経路演算部で得られた底擦り回避迂回経路の情報を蓄積する底擦り経路蓄積部と、自車両の位置データと自車両の形状データとをもとに、底擦り経路蓄積部から自車両に対する底擦り回避迂回経路を選択する経路選択部と、経路選択部で選択された底擦り回避迂回経路を表示する出力部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、自車両以外の他の車両で取得された地面形状データと他の車両の車両形状データとを入力するデータ入力手段と、データ入力手段から入力された地面形状データを前記底擦り経路蓄積部に蓄積する蓄積手段とを設け、データ入力手段から入力された他の車両の車両形状データを、前記前記底擦り経路蓄積部に蓄積された他の車両で取得された地面形状データと関連付けて、保存することを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、自車両の走行路での地面の起伏による底擦り判定開始位置と底擦り判定終了位置とを決定する決定手段と、底擦り開始位置から所定の距離間隔で底擦り判定処理を指示する判定開始指示手段と、自車両が底擦り終了位置に達するまでに自車両に底擦りが生ずることが判定されると、底擦り判定処理の終了を指示する判定終了指示手段とを設け、地面の起伏の程度に応じて、所定の距離間隔を異ならせることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、自車両の形状データが、自車両の走行速度や車両スペックによる車両の浮き沈みや傾きなどに関する情報も含むことを特徴とするものである。
【００１７】
上記他の目的を達成するために、本発明は、車両が底擦りした箇所を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された車両の底擦りよって変形した変形形状と変形前の形状とを画像データをもとに比較する比較手段と、比較手段の比較によって得られる車両の底擦りに応じた修理情報を抽出し、出力手段で表示させる修理情報抽出手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両を自動で運転する車両制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両の底面の高さを調整する車高調整部を備えたことを特徴とするものである。
【００２０】
上記さらに他の目的を達成するために、本発明は、自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所を表示する手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明は、自車両と自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図画面と、底擦り地形箇所を含む底擦り地形領域を地面画面と、自車両の底面での予想される底擦り箇所を表わす底面画面とを１つの表示手段で表示することを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明は、自車両と自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図を拡大表示する第１の表示手段と、自車両での予測される底擦り箇所の位置を拡大表示する第２の表示手段と、地面での底擦り地形箇所を拡大表示する第３の表示手段と、自車両の底面での予想される底擦り箇所を拡大表示する第４の表示手段とを設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、車両の地面との予想される底擦り情報をリアルタイムで取得し、運転手などに知らせることができ、底擦りを回避する通過経路を画面表示で運転手などに提供することができ、車両の運転を支援することを可能とする。
【００２４】
また、本発明によると、取得した底擦りの情報に応じて、車体の高さを調整することができ、通過経路上に底擦りを生ずる地形（特徴点）があっても、これによる底擦りを回避することができる。
【００２５】
また、本発明によると、車両の底擦りによる修理情報を取得し、これを車両の運転手などに提供することができる。
【００２６】
即ち、本発明によると、底擦り判定を行なうことで、車両を安全に運転することを可能とし、車両の底擦りなどによる思わぬ事故や故障を避けることが可能となる。また、蓄積した底擦り判定の情報を利用することにより、地図データが更新されていなくても、さらに、精度の高い情報を取得することが可能である。本発明では、自車両の形状など車両の底面の形状データを入力したり、記憶することが可能なため、自車両以外の車両からの底擦り情報を利用してさらに精度の高い底擦り判定を行なうことも可能である。また、底擦り情報を蓄積することによって、底擦りすることが分かっていても、あえて車底を擦って走行した車両でも、底を擦った情報を蓄積しているため、修理情報として利用することが可能である。また、底擦り情報を持った車両であれば、新車、中古車購入時にユーザーが底擦り情報を事前に知った上で購入することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明による底擦り回避補助装置の第１の実施形態を示すブロック構成図であって、１は地図データ入力部、２は地面形状データ抽出部、３は特徴点位置データ取得部、４はステレオカメラ、４ａ，４ｂはカメラ、５ａ，５ｂは画像処理部、６は特徴抽出部、７は特徴点位置算出部、８は特徴座標位置袷部、９は地面形状座標変換部、１０は底擦り判定部、１１は自車両形状データ入力部、１２は出力部、１３は地面形状データ算出部である。
【００２９】
同図において、この第１の実施形態は、自車両の走行路（道路や踏切，駐車場など）の進行方向の地面形状データを算出する地面形状データ算出部１３と、自車両の底面の形状データが入力される自車両形状データ入力部１１と、地面形状データ算出部１３からの走行路の地面形状データと自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面形状データとから自車両に底擦れが生ずるか否かを判定する底擦れ判定部１０と、底擦り判定部１０の判定結果を運転手などの搭乗者に通知する出力部１２とから構成されており、自車両に搭載されている。
【００３０】
また、地面形状データ算出部１３は、自車両の進行方向の３次元または２次元の地図データを受信する地図データ入力部１と、受信された地図データから自車両の走行路の地面の形状データ（地面の各位置での高さや傾斜などのデータ）Ａを抽出する地面形状データ抽出部２と、この地面形状データＡから地面の凹凸部や地面上の障害物などがある特徴点の位置を表わす特徴点位置データＢを抽出する特徴位置データ取得部３と、２つのカメラ４ａ，４ｂからなり、自車両での地面や自車両の周辺の地面を撮像するステレオカメラ４と、カメラ４ａ，４ｂ夫々から出力される映像情報を処理する画像処理部５ａ，５ｂと、画像処理部５ａ，５ｂの出力映像情報から自車両での地面やその周辺の地面の形状の特徴を抽出する特徴抽出部６と、特徴抽出部６で抽出された特徴点の位置（即ち、自車両からの距離，方向）のデータ（特徴点位置データＣ）を算出する特徴点位置算出部７と、特徴点位置データ取得部３で抽出された特徴点位置データＢと特徴点位置算出部７で算出された特徴点位置データＣとを重ね合わせ、これらデータの特徴点がマッチングするための座標変換のパラメータを算出する特徴座標位置合わせ部８と、特徴点位置データ取得部３で得られた地面形状データＡをこのパラメータを用いて座標変換し、自車両の底擦りの有無の判定をするための地面形状データ（地面の特徴点を含む各位置での高さや傾斜などの情報）Ｄを求める地面形状座標変換部９とから構成されている。
【００３１】
即ち、地面形状データ算出部１３は、ステレオカメラ４の撮像によって得られる映像情報から、自車両での地面や自車両の周辺の地面の特徴点の位置を求め、この特徴点の位置での地面の形状の具体的な値（地面の傾斜や高さなどの値）を、地図データ入力部１で受信された地図データから地面形状データ抽出部２で得られる地面形状データＡをもとに、求めるものである。このために、特徴座標位置合わせ部８により、地面形状データＡから特徴点位置データ取得部３で抽出された特徴点位置データＢでの特徴点の位置と特徴点位置算出部７で算出された特徴点位置データＣでの特徴点の位置とが一致するための座標変換のパラメータを求め、このパラメータによって地面形状データ抽出部２で抽出された地面形状データＡを座標変換することにより、この地面形状データＡをステレオカメラ４からの映像情報から得られたデータと同等の地面形状データＤとするものである。これにより、地面形状座標変換部９において、自車両の位置での地面や自車両の周辺での地面の傾斜や高さなどの地面形状データＤを取得することができるものである。
【００３２】
図２は地図データ入力部１で得られた地図データのワールド座標系（World Coordinate System）をステレオカメラ４のワールド座標系への変換の一具体例を示す図である。
【００３３】
同図において、Ａは自車両に搭載されたステレオカメラ４に対して設定されたワールド座標系ＸＹＺを示すものであって、ステレオカメラ４での左側のカメラ４ａと右側のカメラ４ｂとの撮像によって得られる地面形状データ１５は、このワールド座標系ＸＹＺのデータとして得られる。かかる地面形状データ１５で特徴点１５ａ，１５ｂ，１５ｃが存在する場合には、これらの特徴点位置データが特徴抽出部６と特徴点位置算出部７とによって得られる。
【００３４】
また、１６は地図データ入力部１から得られる絶対空間のワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’での地図データを示すものであって、かかる地図データ１６から地面形状データ抽出部２（図１）により、地面での各位置がＸ’Ｙ’Ｚ’の座標値からなる地面形状データＡが得られ、この地面形状データＡから、特徴点位置データ取得部３により、この地面形状データＡでの特徴点１６ａ，１６ｂ，１６ｃに対する特徴点位置データＢが得られる。
【００３５】
ここで、地面形状データＡでの特徴点１６ａが地面形状データ１５での特徴点１５ａに相当し、以下、特徴点１６ｂが特徴点１５ｂに、特徴点１６ｃが特徴点１５ｃに相当するものとすると、特徴点１６ａを特徴点１５ａに、特徴点１６ｂを特徴点１５ｂに、特徴点１６ｃを特徴点１５ｃに夫々一致させるように、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への各々の回転成分を表わす３×３の回転行列をＲ、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向への平行移動の移動量を表わす３×１の並進ベクトルをｔとして、
【数１】
【００３６】
により、ワールド座標系Ｘ’Ｙ’Ｚ’をワールド座標系ＸＹＺに座標変換するものである。かかる回転行列Ｒと並進ベクトルｔとが特徴座標位置合わせ部８で求められ、かかるパラメータに基づいて座標変換が地面形状座標変換部９で行なわれる。
【００３７】
図３はステレオカメラ４のワールド座標系ＸＹＺの定義を示す図である。
【００３８】
同図において、左側のカメラ４ａと右側のカメラ４ｂとは、光軸Ｏｘが平行となるように設置されている。３次元のワールド座標系ＸＹＺは、左側のカメラ４ａのレンズの中心点４ａ1と右側のカメラ４ｂのレンズの中心点４ｂ1を結ぶ直線上の中点１７を原点として、この原点１７を通るこの直線に沿う軸をＸ軸とし、原点１７を通り、光軸Ｏｘに平行な軸をＺ軸とし、原点１７を通り、Ｘ，Ｚ軸に垂直な軸をＹ軸とするものである。
【００３９】
図１において、地面形状座標変換部９で得られた地面形状データＤと自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面の形状データ（以下、自車両形状データという）Ｅとから、底擦り判定部１０により、自車両の底面が走行経路上の地面あるいは障害物に擦れるかどうか判定される。自車両の底面が擦れると判定された場合には、その判定結果に基づいて、出力部１２から人間が認識可能な感覚、例えば、視覚で認識可能な表示や聴覚で認識可能な音声により、搭乗者に底擦りすることを事前に知らせる警告が発せられる。
【００４０】
図４はこの第１の実施形態の以上の一連の処理の流れを示すフローチャートである。以下、この処理の流れを前出図面も参照して説明する。
【００４１】
同図において、地図データ入力部１から地図データを取得し（ＳＴ（ステップ）１）、地面形状データ抽出部２により、取得したこの地図データから地面形状データＡを抽出する（ＳＴ２）。また、停車中あるいは走行中の自車両やその付近の地面をステレオカメラ４が撮像して画像情報を取得し（ＳＴ３）、画像処理部５ａ，５ｂで処理した後、特徴抽出部６によってこの画像情報から地面の特徴点を抽出し（ＳＴ４）、特徴点位置算出部７で自車両からこの特徴点までの距離を算出して第１の特徴点位置データ（図２での特徴点１５ａ，１５ｂ，１５ｃの位置データに相当）Ｃを得る（ＳＴ５）。また、地面形状データ抽出部２で抽出した（ＳＴ２）地面形状データＡからも、特徴点の位置データ、即ち、第２の特徴点位置データ（図２での特徴点１６ａ，１６ｂ，１６ｃの位置データに相当）Ｂを抽出する（ＳＴ６）。
【００４２】
そして、特徴座標位置合わせ部８でこれら第１，第２の特徴点位置データＢ，Ｃでの特徴点の座標位置合わせを行なって、座標変換のパラメータ（上記数１での回転行列Ｒ，並進ベクトルｔ）を求め（ＳＴ７）、地面形状データ抽出部２で抽出された地面形状データＡをステレオカメラ４の座標系のデータへと座標変換して、この座標変換された地面形状データＡから地面形状データＤを取得する（ＳＴ８）。
【００４３】
以上が地面形状データ算出部１３で行なわれる処理である（ＳＴ１２）。
【００４４】
次に、この地面形状データＤは底擦り判定部１０に送られ、自車両形状データ入力部１１からの自車両の底面の形状データ、即ち、自車両形状データＥとに基づいて、自車両の底擦りの有無の判定を行なう（ＳＴ９）。底擦りが生ずるか否かの判定は、自車両の底面と地面との間の距離が０以下であるか否かを検出することによって行なう。その判定の結果が底擦りすることである場合には（ＳＴ１０）、人間が認識可能な聴覚，視覚あるいは触覚などの伝達手段により、音声や画像の表示，振動などを行なって搭乗者に底擦りすることを伝える（ＳＴ１１）。
【００４５】
かかる処理は、自車両が特徴点からその車速に応じた所定の距離の位置に達すると、開始する。
【００４６】
この第１の実施形態においては、特徴点の地面の形状として、単に地面上の起伏などの特徴を利用するばかりでなく、底擦り判定の特徴点の抽出の対応の応用として、道路上の白線を利用したり、踏み切りのレールを利用したりするなど道路上や走行する地面の形状以外の特徴を用いることにより、特徴点抽出の速度や正確さを向上させてもよい。また、ステレオカメラ４からの画像情報から抽出した地面形状データを地図データに反映させることにより、地図データの更新をも可能とする。
【００４７】
図５は本発明による底擦り回避補助装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１８は通過経路演算部であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００４８】
同図において、この第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態に通過経路演算部１８を追加し、底擦りを回避するための通過径路やその進入角度を指示するようにしたものである。ここで、「通過経路」とは、道路などの走行路上での中央寄りや右側寄り，左側寄りといった自車両が走行（通過）する経路をいい、特に、後述するようにして底擦りを回避可能に求められた通過経路を「底擦り回避迂回経路」という。
【００４９】
この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様、底擦り判定部１０において、地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤと自車両形状データ入力部１１からの自車両形状データＥとから、自車両の底面が地面や地面上の障害物に底擦りするかどうかが判定されるが、その判定結果が底擦りを行なうというものであるときには、自車両がその走行路上をそのときの通過経路でそのまま走行し続けると、底擦りが生ずるので、出力部１２でその旨の警報が発せられるようにするとともに、通過経路演算部１８により、その走行路上での通過経路を変更し、地面の底擦りを生じさせる形状部分や障害物を避けて進行可能な新たな通過経路とそれへの進入位置や進入角度が算出され、この算出結果を基に、この新たな通過経路、即ち、底擦り回避迂回経路やそれへの進入位置，進入角度を出力部１２に表示したり、音声などでこの底擦り回避迂回経路を通過可能とするための情報を伝達し、底擦り回避を補助する。なお、かかる出力結果を用いることにより、そのときには、人間が運転しなくとも、この出力結果を車両の制御系に伝達することで自動運転による底擦り回避をも可能とすることができる。
【００５０】
図６はこの第２の実施形態の以上の一連の処理の流れを示すフローチャートである。以下、この処理の流れを図５も参照して説明する。
【００５１】
同図において、ＳＴ１２，ＳＴ９，ＳＴ１０は、第１の実施形態での図４のＳＴ１２，ＳＴ９，ＳＴ１０と同様であり、説明を省略する。
【００５２】
底擦り判定手段１０により、底擦りするとの判定があると（ＳＴ１０の“ｙｅｓ”）、このときに想定する底擦りを回避するための通過経路への進入位置までの距離をＺ0＝０とし、この進入位置でのこの想定する通過経路への進入角度をθ＝０である。このときに、ＳＴ１０で底擦りするとの判定があるのである。
【００５３】
そこで、新たに底擦りを回避する通過経路を想定するために、その通過経路への進入位置までの距離Ｚ0をこれまでの距離Ｚ0に所定の距離ΔＺ0を加えたＺ0＋ΔＺ0としてΔＺ0だけ変化させ、進入角θをこれまでの進入角θに所定の角度Δθを加えたθ＋ΔθとしてΔθだけ変化させ（ＳＴ１３）、かかる通過経路での地面形状を地面形状データ算出部１３から求めた地面形状データＤをもとに求めて、底擦りが生ずるか否かを判定する（ＳＴ１４）。そして、この新たな通過経路で底擦りが生じなければ（ＳＴ１５の“ｎｏ”）、かかる通過経路を、底擦り回避迂回経路として、その情報（この底擦り回避迂回経路までの距離Ｚ0と進入角θなど）を出力部１２に送り、カーナビなどの画面や視覚で確認できる方法で運転者に伝える（ＳＴ１６）。
【００５４】
新たに想定した通過経路でも、底擦りが生ずる場合には（ＳＴ１５の“ｙｅｓ”）、ＳＴ１３に戻って、さらに、進入位置までの距離Ｚ0をΔＺ0だけ変化させ、また、進入角θをΔθだけ変化させて（ＳＴ１３）、さらに新たな通過経路を想定し、これでもって底擦りの有無の判定を行なう（ＳＴ１４）。そして、底擦りが生じないと判定される通過通路が得られるまで（即ち、ＳＴ１５で“ｎｏ”となるまで）、進入角θをΔθずつ、また、進入位置までの距離Ｚ0をΔＺ0ずつ夫々順次変化させる。これにより、底擦りが生じないとの判定があると（ＳＴ１５の“ｎｏ”）、このとき想定されている通過経路を底擦り回避迂回経路として、その情報を出力部１２に送り、カーナビなどの画面や視覚で確認できる方法で搭乗者に伝える（ＳＴ１６）。
【００５５】
かかる処理は、自車両が特徴点からその車速に応じた所定の距離の位置に達すると、開始する。
【００５６】
なお、底擦り判定部１０によるＳＴ１４の底擦り判定では、新たに想定された通過経路での地面形状を地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤから求め、この地面形状と自車両形状データＥとを基に行なわれる。
【００５７】
また、このような底擦り回避通過通路の探索処理中、実際には、自車両が走行しているし、また、運転者がハンドルを切るなどして進行方向も変化している。このため、この運転者の反応速度や車両の特性などのデータを利用して、車体が進む距離や走行方向の変化をも考慮して、進入角θや進入位置までの距離Ｚ0を修正する。これにより、精度の高い底擦り回避のための進行経路の決定処理が行なわれることになる。
【００５８】
このようにして、この第２の実施形態では、走行路を走行中に底擦りが生ずる特徴点があることを運転者や同乗者に通報するとともに、この底擦りを回避するための通過経路、即ち、底擦り回避迂回経路も運転者や同乗者に知らされることができ、これにより、自車両の底擦りを回避できる通過経路も知ることができる。
【００５９】
図７は本発明による底擦り回避補助装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、１９は底擦り経路蓄積部、２０は底擦り回避迂回経路選択部、２１は底擦り回避迂回経路出力部であり、図５に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００６０】
この第３の実施形態は、これまで走行した走行路での特徴点の底擦りが生ずる通過経路（底擦り通過経路）と底擦りを回避できる通過経路（底擦り回避迂回経路）との情報（侵入位置や侵入角度など）を蓄積しておき、この走行経路を自車両が再度走行するときに、この蓄積情報を利用して底擦りを回避することができるようにしたものである。図７（ａ）は情報の蓄積システムを示すものであり、図７（ｂ）は蓄積情報の利用システムを示すものである。
【００６１】
同図において、図５に示す第２の実施形態と同様、底擦り判定部１０と通過経路演算部１８とにより、地面形状データ算出部１３からの地面の特徴点の属性情報と自車両形状データ入力部１１からの自車両形状データＥとから、底擦りを生ずる底擦り通過経路と底擦りを回避できる底擦り回避迂回経路とが求められる。このようにして得られた情報は、特徴点毎に、地面形状データ算出部１３の特徴点位置データ取得部３で得られた特徴点位置データＢ（図１）と関連付けて底擦り経路蓄積部１９に蓄積される。
【００６２】
このようにして、底擦り経路蓄積部１９には、自車両が一度走行した走行路で検出される特徴点毎に、底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報が特徴点位置データＢと関連付けて蓄積される。
【００６３】
図７（ｂ）に示す蓄積情報の利用システムは、カーナビゲーションシステムなどを利用して底擦り経路蓄積部１９から選択した底擦り回避迂回経路との情報を表示するものであり、底擦り回避迂回経路出力部２１は、かかるカーナビゲーションシステムなどに設けられているものである。
【００６４】
装置に電源が入ると、底擦り回避迂回経路選択部２０は、底擦り経路蓄積部１９から特徴点位置データＢを読み出し、また、自車両の現在位置を示す自車両位置データＥが供給され、自車両の現在位置と特徴点の位置との関係を監視する。自車両の現在位置がある特徴点の位置から所定の距離の位置となると、底擦り回避迂回経路選択部２０は、特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する底擦り回避迂回経路の情報を底擦り経路蓄積部１９から選択し、これを底擦り回避迂回経路蓄積部２１に供給する。これにより、出力部１２では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報（進入位置までの距離や進入角度など）が視覚的、聴覚的に表示される。
【００６５】
このようにして、既に取得した底擦り回避迂回経路の情報を利用することができ、かかる情報を迅速に表示させることができて、できるだけ早く運転者に通報することが可能となる。また、底擦り回避迂回経路の表示手段としても、車両に搭載されるカーナビゲーションシステムのディスプレイなどを利用することができ、車両内に配置するディスプレイの個数を低減でき、運転者が見る対象を減らすことができて運転への支障を防止することができる。
【００６６】
ところで、底擦り経路蓄積部１９に蓄積した情報を、他の車両でも、利用することができようにすることもできる。但し、この場合には、底擦り経路蓄積部１９には、さらに、各特徴点に対し、上記の底擦り回避迂回経路の情報などとともに、これに対して地面形状データ算出部１３から得られた地面形状データＤも蓄積する。また、この場合には、底擦り回避補助装置としては、図７（ｂ）に示す蓄積情報の利用システムだけを備えたものでもよい。
【００６７】
以下では、図７（ｂ）を用いてこの点について説明する。
【００６８】
少なくとも図７（ａ）に示す情報の蓄積システムを備えた車両では、上記のように、底擦り経路蓄積部１９に、特徴点毎に、底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報が特徴点位置データＢと関連付けて蓄積されるが、さらに、地面形状算出部１３からの地面形状データＤも関連付けて蓄積される。かかる底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報は、通信手段やリムーバブルメディアなどを用いて、他の車両に送り、その底擦り経路蓄積部１９にコピーすることができる。また、この蓄積情報を送る際には、その車両の底面の形状データも送る。
【００６９】
このようにして、他の車両から送られてきた蓄積情報は、図７（ｂ）において、自車両の底擦り経路蓄積部１９に、提供元の車両毎に区分して、蓄積される。また、他の車両から送られてきた車両の底面の形状データは自車両形状データ入力部１１に登録されるが、このとき、この情報提供元の車両が提供元の車両が自車両と車種が同一であるかどうか、また、異種の車両であっても、底面の形状が自車両と同一であるかどうかが判断され、その判断結果の情報（以下、車種情報という）が自車両形状データ入力部１１に保存される。なお、他の車両が自車両と同一車種や底面が同一である場合、以下では、この他の車両を同一車種の車両という。
【００７０】
装置に電源が入ると、底擦り回避迂回経路選択部２１は、自車位置を表わす自車位置データＥを取り込むとともに、底擦り経路蓄積部１９から全ての特徴点位置データがこれを提供した他の車両と関連付けて読み出し、自車位置データＥと特徴点位置データとを照合して自車両の現在位置と特徴点の位置との関係を監視する。自車両の現在位置がある特徴点の位置から所定の距離の位置となると、底擦り回避迂回経路選択部２１は、自車両形状データ入力部１１に蓄積されている車種情報をもとに、底擦り回避迂回経路の情報や特徴点位置データなどを提供した上記の他の車両が自車両と同一車種であるかどうかを判断する。
【００７１】
そして、他の車両が自車両と同一車種である場合には、底擦り回避迂回経路選択部２１は、読み出した特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する底擦り回避迂回経路の情報を底擦り経路蓄積部１９から選択し、これを底擦り回避迂回経路出力部２１に供給する。これにより、底擦り回避迂回経路出力部２１では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報（進入位置までの距離や進入角度など）が視覚的、聴覚的に表示される。
【００７２】
また、他の車両が自車両と車種が異なる場合には、底擦り回避迂回経路選択部２１は、読み出した特徴点データをもとに、自車両から所定の距離の位置にある上記特徴点に対する地面形状データＤを選択し、これと自車両形状データ入力部１１からの該当する車両の底面の形状データとから、上記のようにして、底擦り回避迂回経路の情報を求め、これを底擦り回避迂回経路出力部２１に供給する。これにより、底擦り回避迂回経路出力部２１では、このときの底擦り回避迂回経路が表示され、また、その属性情報が視覚的、聴覚的に表示される。
【００７３】
このようにして、この第３の実施形態では、第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、他の車両で得られた情報も利用することができ、始めて走行する走行路についても、底擦りを回避するための情報を迅速に取得することができて、これを利用することができる。
【００７４】
なお、図７（ａ）における地面形状データ算出部１３は、上記のように、常時走行路の特徴点を検出し、特徴点が検出したときには、上記の処理を行なって地面形状データ算出部１３からの地面形状データＤをもとに底擦り判定部１０から得られた底擦り通過経路と底擦り回避迂回経路との情報を、この新たな特徴点の位置情報（特徴点位置データ）と関連付けて、底擦り経路蓄積部１９に追加蓄積するが、かかる情報によって既に蓄積されている同じ特徴点の情報を更新するようにすることもできる。
【００７５】
また、走行路の補修工事などにより、特徴点が解消された場合には、この特徴点に対する底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報は使用されなくなる。この場合、かかる情報をそのまま底擦り経路蓄積部１９に残しておくようにしてもよいが、底擦り経路蓄積部１９に蓄積されている特徴点位置データによる特徴点の位置に自車両の現在位置が達したとき、地面形状データ算出部１３の特徴点位置データ取得部３（図１）で特徴点位置データが得られない場合、この特徴点位置データに関する底擦り経路蓄積部１９の蓄積情報を削除するようにしてもよい。これにより、不要な蓄積情報をなくし、底擦り経路蓄積部１９を有効に利用することを可能にする。
【００７６】
次に、本発明による底擦り回避補助装置の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態も、その構成は先の第１，第２または第３の実施形態と同様の図１，図５または図７に示す構成をなすものであるが、地面形状、即ち、地面の起伏の形状に応じて、底擦り判定の間隔を異ならせるものである。
【００７７】
図８は地面を真横から見た場合の地面の異なる起伏の例を模式的に示す図であって、同図（ａ）は起伏が緩やかな地面（ここでは、特徴点が１つある）を示し、同図（ｂ）は起伏が複雑な地面（ここでは、３個の特徴点が続いてある）を示すものである。同図（ａ），（ｂ）において、２２ａ，２２ｂは地面、ＰSは底擦り判定開始位置、ＰEは底擦り判定終了点、Ｐは破線で示す底擦り判定位置、ΔＰ1，ΔＰ2は底擦り判定位置Ｐ間の間隔である。
【００７８】
図８（ａ），（ｂ）において、地面２２ａ，２２ｂでの隆起が始まる位置を底擦り判定開始位置ＰSとし、隆起が終わる位置を底擦り判定終了位置ＰEとして、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの間隔ΔＰ1，ΔＰ2の位置を底擦り判定位置Ｐとして、底擦りが生ずることが判定されるまで、この底擦り判定位置Ｐ毎に底擦り判定を行なう。従って、地面２２ａ，２２ｂの起伏が底擦りを生じないものである場合には、底擦り判定終了位置ＰEまで底擦り判定が行なわれる。
【００７９】
図８（ａ）に示すように、起伏が緩やかな形状の地面２２ａに対しては、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を長くして底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの底擦り判定位置Ｐ、従って、底擦り判定回数を少なくする。これに対し、図８（ｂ）に示すように、起伏が複雑な形状の地面２２ｂに対しては、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を短くして、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの距離が図８（ａ）に示す場合と同じとした場合、底擦り判定開始位置ＰSから底擦り判定終了位置ＰEまでの底擦り判定位置Ｐ、従って、底擦り判定回数を少なくする。
【００８０】
地面の起伏が緩やかな場合に比べ、地面の起伏が複雑な場合には、車両の底面と地面との間隔の変化が頻繁であり、底擦りが何度も生ずる可能性がある。このために、底擦り判定位置Ｐの間隔ΔＰ1を短くして頻繁に生ずる可能性のある底擦りを逃さずに検出できるようにする。
【００８１】
図９はかかる処理の流れを示すフローチャートである。
【００８２】
同図において、自車両形状データＥを取得した後（ＳＴ２０）、現在の自車両が走行している走行路での現在の進入角度の通過経路を予測する（ＳＴ２１）。そして、入力した地図データからこの通過経路での底擦り判定開始位置ＰSと底擦り判定終了位置ＰEを決定する（ＳＴ２２）。
【００８３】
次いで、まず、底擦り判定開始位置ＰSを底擦り判定位置Ｐとして、自車両の底面から地面までの距離Ｌを算出し（ＳＴ２３）、この距離Ｌが０より小さい場合には（ＳＴ２４の“ｙｅｓ”）、底擦りが生ずると判定し（ＳＴ２５）、先の実施形態のように、出力部に警報を発生し、あるいは、底擦り回避迂回経路の情報などを求め、出力部で警報するとともに、この底擦り回避迂回経路の情報を出力部に供給してかかる情報を表示させる。これにより、このときの特徴点に対するかかる処理を終了する。
【００８４】
また、算出した自車両の底面から地面までの距離Ｌが０を越える場合には（ＳＴ２４の“ｎｏ”）、底擦りは生じないと判定し（ＳＴ２６）、底擦り判定終了位置ＰEに達していないので（ＳＴ２６の“ｎｏ”）、底擦りの有無の判定をこの底擦り判定位置Ｐから距離ΔＰだけ離れたＰ＋ΔＰの次の底擦り判定位置Ｐとし（ＳＴ２８）、ＳＴ２３からの同様の処理を行なう。
【００８５】
そして、底擦りが生ずると判定があるまで（ＳＴ２４，２５）、ＳＴ２３，２４，２６，２７，２８の一連の処理が各底擦り判定位置Ｐ毎に行なわれ、自車両が底擦り判定終了位置ＰEに達するまでに底擦りが生ずると判定があると、この処理が終了し、出力部で警報や底擦り回避迂回経路の情報の表示を行なわせるが、底擦り判定終了位置ＰEまで処理を行なっても、底擦りが生ずるとの判定がない場合には（ＳＴ２４，２６）、全ての底擦り判定位置Ｐでの処理が終了し、底擦りは生じないものとして（ＳＴ２７の“ｙｅｓ”）、一連の処理を終了する。
【００８６】
この処理において、底擦りの有無の判定時の通過経路や自車両の車速などの情報を蓄積しておき、これを再利用することも可能とする。車両が加速や減速，バウンドなどをすることにより、地面からの自車両の底面の高さが変わるため、車速や車両スペック（仕様）によってどの程度この底面が浮き沈みしたり、傾いたりするかという情報を蓄積しておき、スペック値と実際の底擦りの有無の判定時の情報を利用して更に精度の高い底擦りの有無の判定を行なうことも可能とする。また、このことは、他の実施形態においても、底擦りの有無の判定の際に適用できるものである。
【００８７】
ここで、図１０により、自車両の進行方向を変える処理（ヨー角変更処理）について説明する。
【００８８】
同図において、現時点ｔ0での車両２３の走行（進行）方向を軸ＳＤに沿う方向とし、この時点での車両２３の移動量ＰをＰ＝０とする。また、このときの車両２３の進行方向の変化量θをθ＝０とする。また、現時点ｔ0から時間Δｔ経過後の時刻ｔ0＋Δｔでの車両２３がＰ0だけ移動するものとすると、時間Δｔだけ経過した後の車両２３の予測移動量ＰはＰ＝Ｐ0となる。この時間Δｔ経過中での車両の走行方向が変わらないものとすると、この間の車両２３の走行方向も軸ＳＤに沿うものであり、進行方向の予測変化量θはθ＝０である。
【００８９】
いま、水平面上での進行方向の変化量θ及び垂直面での進行方向の変化量ψ（即ち、坂などによる高さ方向の変化量）に対し、進行方向を（ｓｉｎθ，ｓｉｎψ，ｃｏｓθ）と定義する。従って、車両が水平面上を軸ＳＤに沿って走行する場合、θ＝ψ＝０であるから、移動量Ｐ＝０の現時点ｔ０での車両２３の進行方向は（０，０，１）であり、また、時刻ｔがｔｏ≦ｔ≦ｔ０＋Δｔの車両２３Ｐ０だけ移動しているときの進行方向も、同じく（０，０，１）と予測される。
【００９０】
ここで、現時点ｔ0から時刻Δｔ経過してＰ0だけ移動したとき、軸ＳＤ’方向の底擦り回避迂回経路に進行するために、車両２３の進行方向を水平面上で角度θ(≠０）だけ変化させるものとすると、現時点ｔ0から時刻Δｔ経過した後では(ｔ0＋Δｔ＜ｔ：Ｐ0＜Ｐ）、車両２３の進行方向は（ｓｉｎθ，０，ｃｏｓθ）となる。
【００９１】
このように進行方向を定義をすることにより、車両の移動とともに時々刻々と変化する進入角度や進行方向を明確に表わすことができ、底擦り回避迂回経路の算出に反映させることができる。
【００９２】
図１１は本発明による底擦り回避補助装置の第５の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２４は撮像部、２５は自車両形状データ蓄積部、２６は自車両形状比較部、２７は修理情報抽出部であり、前出図面に対応する部分には同一符号を付けている。
【００９３】
同図において、この実施形態では、自車両の底面の底擦りが生ずる可能性のある部分を撮像する１以上のカメラからなる撮像部２４を備えている。この撮像部２４は、自車両の底面の底擦りが生じない位置、例えば、車軸の近くなどに設けられている。この撮像部２４では、そのカメラの撮像によって得られた画像情報から自車両の底面の形状を表わす自車両形状データＦを作成し、自車両形状データ入力部１１を介して自車両形状比較部２６に供給する。ここで、撮像部２４では、さらに、各カメラ毎に撮像した画像情報の変化の有無を監視しており、カメラの１つまたは２以上の撮像画像情報に変化があると、自車両の底面のこのカメラが撮像した部分に底擦りが発生したものと判断し、そのときにのみ自動的に自車両形状データＦを自車両形状入力部１１に出力する。これにより、底擦りが発生した部分の自車両形状データＦが自車両形状比較部２６に供給される。
【００９４】
一方、自車両形状データ蓄積部２５には、自車両の底擦りが生じてないときの底面の形状データ（自車両形状データ）Ｇが、撮像部２４でのカメラの撮像領域毎に区分されて蓄積されており、撮像部２４のいずれかのカメラからの画像情報に底擦りがあったと判断されると、このカメラに対応する自車両形状データＧが読み出され、自車両形状比較部２６に供給される。
【００９５】
これにより、自車両形状比較部２６は、自車両形状データ蓄積部２５からの底擦り前の自車両形状データＧと自車両形状入力部１１からの底擦り後の自車両形状データＦとを比較し、底擦りの程度を表わすその比較結果を修理情報抽出部２７に供給する。この修理情報抽出部２７では、底擦りによる自車両形状データの変形の程度に応じた修理情報Ｈが保存されており、自車両形状比較部２６での比較結果に応じた修理情報Ｈを抽出して自車両形状比較部２６に供給する。自車両形状比較部２６は、この修理情報Ｈを出力部１２に供給し、この出力部１２で警報を発生させるとともに、修理情報Ｈを表示させる。
【００９６】
ここで、形状に変形がなくとも、底擦りによる塗装の剥げ具合で地金が見えている場合には、即時に塗装を促す修理情報Ｈを出力したり、地金も見えていない場合には、即時に塗装修理をしなくても良いことなどを案内する。また、車底を擦っているが、修理をしなかった場合にどの程度の期間で修理や交換が必要かといった情報も出力するようにすることもできるし、底擦りにより変形した場合などで、走行に支障を来たす場合や直ぐには走行に支障を来たさないが、将来走行に支障を来たす恐れがある場合には、警告やログを出力するようにすることもできる。さらに、底擦りした箇所を定期または不定期、または、任意に底擦り箇所を撮像部２４で撮像し、底擦り箇所の錆び具合や劣化の程度を映像で出力部１２により表示出力し、底擦り時からの変化を確認するようにすることもできる。さらにまた、底擦りの程度により、必ず修理が必要な状態に陥った場合には、修理の必要な箇所の部位を文字や画像によって出力部１２で一覧表示するようにすることも可能であり、修理費用の予算など修理に関する情報を提供するようにすることも可能である。
【００９７】
図１２は底擦り回避補助装置の第６の実施形態の要部を示すブロック構成図であって、２８は底擦り回避補助装置、２９は車両制御部、３０は車両駆動部である。
【００９８】
同図において、底擦り回避補助装置２８は、先の第２〜第４の実施形態のように、底擦り回避迂回経路の情報Ｉを出力するものであり、この情報を基に、車両制御部２９が車両駆動部３０を制御して、自車両を自動的に底擦り回避迂回経路を走行させるものである。勿論、このときには、図示しない出力部により、運転手にこのことを通知し、底擦り回避迂回経路への自動走行に対し、運転手が戸惑うことがないようにする。
【００９９】
これにより、運転手が意識することなく、自車両は底擦りを生ずる特徴点を回避する走行を行なうことになる。
【０１００】
次に、以上の実施形態では、特に説明しなかったが、底擦りが予想される箇所（底擦り予想箇所）が底擦り判定部１０で検出されると、出力部１２でこれを表わす画面表示をすることができる。以下では、かかる画面表示の具体例について説明する。
【０１０１】
図１３は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第１の具体例を示す図であって、同図（ａ）は予想される底擦りエリアがある走行路を自車両が走行している状態を示す図、同図（ｂ）はその場合の画面表示を示す図であって、１４は自車両、３１は予想される底擦り地形エリア、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは予想される底擦り地形箇所（特徴点）、３２は予想される地形底擦りエリア表示画面、３２ａ，３２ｂ，３２ｃは予想される底擦り地形箇所（特徴点）である。
【０１０２】
同図（ａ）において、いま、車両１４が走行路を走行中、底擦りの判定処理により、現在の進入角度や速度で走行すれば、例えば、図示するように、底擦りが予想される箇所、即ち、底擦り地形箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃを含む底擦り地形エリア３１が検出されたものとすると、上記の出力部１２では、図１４（ｂ）に示すように、この底擦り地形エリア３１を表わす底擦りエリア表示画面３２が表示される。底擦りエリア表示画面３２は、底擦り地形エリア３１を車両１４から正面にみた画面であり、底擦り地形エリア３１での底擦り地形箇所３１ａ，３１ｂ，３１ｃが夫々底擦り地形箇所３２ａ，３２ｂ，３２ｃとして表示される。
【０１０３】
ここで、底擦りエリア表示画面３２では、底擦り地形箇所３２ａ，３２ｂ，３２ｃが、車両１４に生ずる底擦りの強弱の度合いを運転手などが直感的に認識できるように、その表示の仕方を異ならせている。例えば、色の濃淡や色の種類の違いなどに応じて予想される底擦りの度合いを表現することが考えられるが、色の濃淡で表現する場合、例えば、強い底擦りが生ずると予想される底擦り箇所は色を濃く表示し、強い底擦りが生じないと予想される底擦り箇所は色を淡く表示するように、画像処理を行なう。
【０１０４】
なお、現状の走行状態で走行している場合に底擦りが生じないと予想される地形箇所については、底擦りエリア表示画面３２に表示ないようにすることもできるし（従って、上記のように設定された底擦り回避迂回経路に車両が進入すると、これによって影響しない底擦り地形箇所は、底擦りエリア表示画面３２から消えることになる）、また、底擦り地形箇所を一定の時間間隔、または、不定期の時間間隔や、任意の時間間隔で点滅表示させるようにすることもできる。
【０１０５】
図１４は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第２の具体例を示す図であって、３３は表示画面、３４は地図画面、３５は自車両、３６は予想される底擦り地形エリア、３６ａ，３６ｂ，３６ｃは予想される底擦り地形箇所、３７は地面画面、３８ａ，３８ｂ，３８ｃは予想される底擦り地形箇所、３９は枠、４０は文字、４１は矢印、４２は車底画面、４３は車底、４４ａ〜４４ｄは予想される底擦り箇所である。
【０１０６】
同図において、表示画面３３には、画面分割により、走行する自車両３５とその周辺を示す地図を表示する地図画面３４と、自車両３５からみた地面の予想される形状を表示する地面画面３７と、自車両の底面４３を表示する車底画面４２とが表示される。
【０１０７】
地図画面３４では、予想される通過経路に沿って走行する自車両３５とこの通過経路上での予想される底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃを含む底擦り地形エりア３６が表示される。この通過経路上にない底擦り地形箇所は表示されない。
【０１０８】
また、地面画面３７には、通過経路と地図画面３４での底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃに対応する底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃとが表示される。この場合、底擦り地面箇所であることを明確にするために、底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃ夫々に対し、枠３９で囲む枠表示をしたり、例えば、「キケン」といったような文字列４０を表示する文字表示をしたり、底擦り地形箇所を指し示す矢印４１を表示したりすることも可能である。
【０１０９】
車底画面４２には、自車両の車底４３の画像と、地図画面３４で表示される底擦り地形箇所３６ａ〜３６ｃや地面画面３７で表示される底擦り地形箇所３８ａ〜３８ｃによって予想される車底４３での底擦り箇所４４ａ〜４４ｄとが表示される。このような車底４３の画像は先の自車両形状データ入力部１１から得られる自車両形状データの１つであり、底擦り箇所４４ａ〜４４ｄは底擦り判定部１０での判定処理によって得られるものである。
【０１１０】
また、これとともに、予測した底擦りの程度に応じて、音声出力の音量の大きさで危険度を表現することにより、音量が大きければ、底擦りの影響が大きく、小さければ、底擦りの影響が小さいというように表現するようにすることもでき、運転手などが画面を見なくても、直感的に底擦りの危険度を認識することができるようにすることもできる。
【０１１１】
なお、車底と地面との接触する箇所（底擦り箇所）を画面に表示する際、その拡大表示や縮小表示も可能とすることができるし、また、画面分割表示させる際には、画面の分割数や画面の配置は任意な設定可能とすることができるし、さらには、複数のモニタに底擦りの優先度に応じて表示できるようにすることができ、優先順位の高い底擦り箇所の画像を優先的に画面表示できるようにすることもできる。
【０１１２】
図１５は本発明による底擦り回避補助装置での底擦り情報の画面表示の第３の具体例を示す図であって、４４は底擦り箇所、４５〜４８はディスプレイ、４９は車体、５０は底擦り箇所であり、図１４に対応する部分には同一符号を付けている。
【０１１３】
同図において、この具体例は４個のディスプレイ４５〜４８を用い、夫々毎に底擦りに関する異なる情報の画面表示を行なうようにしたものである。
【０１１４】
ディスプレイ４５には、底擦り地形エリア３５が拡大して表示されるものであり、ここでは、図１４に示す地図画面３４での底擦り地形エリア３５が拡大して表示された状態を示す。ディスプレイ４６には、自車両から見た走行方向の地面が拡大して表示されるものであって、ここでは、図１４に示す地面画面３７での底擦り地形エリア３５が拡大して表示されている状態を示す。ディスプレイ４７には、自車両の車体４９の画像とこの車体４９での底擦り箇所５０の位置が概略的に拡大して表示される。これにより、運転手などは、自車両での底擦り箇所５０の概略位置を知ることができる。ディスプレイ４８には、自車両の車底４３が、そこでの予想される底擦り箇所４４とともに、拡大して表示される。
【０１１５】
また、これらディスプレイ４５〜４８に同一または異なる角度からの底擦りに関する画像を表示することも可能とする。
【０１１６】
なお、ここで、４個のディスプレイを用いたが、これ以外の複数のディスプレイを用いて、夫々毎に底擦れに関する必要な情報を表示できるようにすることも可能である。
【０１１７】
ところで、上記の各実施形態では、底擦りが予想される特徴点、即ち、底擦り地形箇所が判定処理によって検出されると、これを回避する底擦り回避迂回経路が探索され、車両がこの底擦り回避迂回路に進行して走行できるようにしたものであるが、現状の進行方向で走行したとき、底擦り地形箇所が予想され場合には、サスペンションなどの自車両の車高を調整する制御を行なうようにすることもできる。自車両が車底を擦ると判断した場合には、サスペンションの強度を強くして固く調整することにより、車体の浮き沈みを抑えて車高を高く調整するようにし、これにより、底擦りを回避できるようにする。また、サスペンション以外でも、車の車高調整機構部分を制御することにより、底擦りを回避するようにしてもよい。
【０１１８】
また、上記各実施形態では、地面の凸状の起伏部のみならず、路面に轍や陥没部分，側溝などの凹部をも認識できるようにすることも可能である。例えば、車両の走行中に轍などの凹部にタイヤが嵌まり込むことが予測される場合には、轍の凹部を避けて走行するように、上記の案内制御ができるようにすることもできる。また、陥没部分があると予想される場合には、陥没部分を予め避ける制御を行なったり、警告したりすることにより、乗り心地を損なうことなく、運転，走行をさせることを可能とする。同様に、側溝部分があるような道路では、側溝部分を避ける案内制御や警告を行なうことにより、タイヤが側溝に嵌まったりするようなことが起こらないように、運転、走行をさせることを可能とする。
【０１１９】
さらに、以上の実施形態は、自家用車などの車両を例に説明したが、本発明は、これのみに限られるものではなく、船舶や航空機など移動する移動体全てに適用することも可能である。例えば、航空機が着陸する場合、滑走路の長さや形状などの情報と航空機の機体の情報とを基に、自動で着陸することをも可能とすることができる。また、船舶の場合であれば、岩礁などの海底の形状の情報と潮位や船舶の形状情報を基に、岩礁に接触しないように航行させることをも可能とする。
【０１２０】
以上、上記実施形態では、カメラを用いて事前に自車両の底擦りを判定し、底擦りすることを事前に知ることを可能としたり、また、そのような底擦りをする経路を迂回する経路、即ち、底擦り回避迂回経路を表示することが可能であるし、さらに、人手で運転しなくとも、自動運転により、底擦りを回避することも可能にする。これまで、人間の感覚に頼っていた部分を、ステレオカメラによる特徴点の測定技術を利用することにより、さらに安全な運転をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明による底擦り回避補助装置の第１の実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】図１での地図データ入力部で得られた地図データのワールド座標系をステレオカメラ４のワールド座標系への変換の一具体例を示す図である。
【図３】図１でのステレオカメラのワールド座標系ＸＹＺの定義を示す図である。
【図４】図１に示す第１の実施形態の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明による底擦り回避補助装置の第２の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図６】図５に示す第２の実施形態の一連の処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明による底擦り回避補助装置の第３の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図８】地面を真横から見た場合の地面の異なる起伏の例を模式的に示す図である。
【図９】本発明による底擦り回避補助装置の第４の実施形態での処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】自車両の進行方向を変える処理（ヨー角変更処理）について説明した図である。
【図１１】本発明による底擦り回避補助装置の第５の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１２】本発明による底擦り回避補助装置の第６の実施形態の要部を示すブロック構成図である。
【図１３】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第１の具体例を示す図である。
【図１４】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第２の具体例を示す図である。
【図１５】本発明による底擦り回避補助装置での画面表示の第３の具体例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２２】
１ 地図データ入力部
２ 地面形状データ抽出部
３ 特徴点位置データ取得部
４ ステレオカメラ
４ａ，４ａ カメラ
５ａ，５ｂ 画像処理部
６ 特徴抽出部
７ 特徴点位置算出部
８ 特徴座標位置袷部
９ 地面形状座標変換部
１０ 底擦り判定部
１１ 自車両形状データ入力部
１２ 出力部
１３ 地面形状データ算出部
１８ 通過経路演算部
１９ 底擦り経路蓄積部
２０ 底擦り回避迂回経路選択部
２１ 底擦り回避迂回経路出力部
２４ 撮像部
２５ 自車両形状データ蓄積部
２６ 自車両形状比較部
２７ 修理情報抽出部
２８ 底擦り回避補助装置
２９ 車両制御部
３０ 車両駆動部
３１ 予想される底擦り地形エリア
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 予想される底擦り地形箇所（特徴点）
３２ 予想される地形底擦りエリア表示画面
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ 予想される底擦り地形箇所
３３ 表示画面
３４ 地図画面
３５ 自車両
３６ 予想される底擦り地形エリア
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 予想される底擦り地形箇所
３７ 地面画面
３８ａ，３８ｂ，３８ｃ 予想される底擦り地形箇所
３９ 枠
４０ 文字
４１ 矢印
４２ 車底画面
４３ 車底
４４ａ〜４４ｄ 予想される底擦り箇所
４４ 底擦り箇所
４５〜４８ ディスプレイ
４９ 車体
５０ 底擦り箇所
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両が走行している地面を撮像する撮像手段と、
撮像手段により撮像した地面情報を用いて地面の形状データを求める地面形状抽出手段と、
該地面形状抽出手段から求めた該地面の形状データと自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、
該底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項２】
自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、
該地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、
該地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、
該自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、
該撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、
該第１の特徴位置データが該第２の特徴点位置データと重なるように、該地面形状データ抽出手段で抽出された該地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段と、
該地面形状データ取得手段で取得した該第２の地面形状データと該自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、
該底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
該底擦り判定手段による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算手段を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項４】
自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、該地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、該地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、該自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する撮像手段と、該撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、該第１の特徴位置データが該第２の特徴点位置データと重なるように、該地面形状データ抽出手段で抽出された該地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段とからなる地面形状データ算出部と、
該地面形状データ算出部からの該第２の地面形状データと該自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定部と、
該底擦り判定部による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算部と、
該通過経路演算部で得られた底擦り回避迂回経路の情報を蓄積する底擦り経路蓄積部と、
該自車両の位置データと該自車両の形状データとをもとに、該底擦り経路蓄積部から該自車両に対する底擦り回避迂回経路を選択する経路選択部と、
該経路選択部で選択された該底擦り回避迂回経路を表示する出力部と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項５】
請求項４において、
自車両以外の他の車両で取得された地面形状データと該他の車両の車両形状データとを入力するデータ入力手段と、
該データ入力手段から入力された該地面形状データを前記底擦り経路蓄積部に蓄積する蓄積手段と
を設け、
該データ入力手段から入力された該他の車両の車両形状データを、前記前記底擦り経路蓄積部に蓄積された他の車両で取得された地面形状データと関連付けて、保存することを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
自車両の走行路での地面の起伏による底擦り判定開始位置と底擦り判定終了位置とを決定する決定手段と、
該底擦り開始位置から所定の距離間隔で底擦り判定処理を指示する判定開始指示手段と、
自車両が該底擦り終了位置に達するまでに自車両に底擦りが生ずることが判定されると、該底擦り判定処理の終了を指示する判定終了指示手段と
を設け、
該地面の起伏の程度に応じて、該所定の距離間隔を異ならせることを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
前記自車両の形状データは、自車両の走行速度や車両スペックによる車両の浮き沈みや傾きなどに関する情報も含むことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項８】
車両が底擦りした箇所を撮像する撮像手段と、
該撮像手段によって撮像された該車両の底擦りよって変形した変形形状と変形前の形状とを画像データをもとに比較する比較手段と、
該比較手段の比較によって得られる該車両の底擦りに応じた修理情報を抽出し、出力手段で表示させる修理情報抽出手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１つにおいて、
得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両を自動で運転する車両制御手段とを備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１０】
請求項３〜７のいずれか１つにおいて、
得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両の底面の高さを調整する車高調整部を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所を表示する手段を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両と該自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図画面と、
該底擦り地形箇所を含む底擦り地形領域を地面画面と
該自車両の底面での予想される底擦り箇所を表わす底面画面と
を１つの表示手段で表示することを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両と該自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図を拡大表示する第１の表示手段と、
自車両での予測される底擦り箇所の位置を拡大表示する第２の表示手段と、
地面での底擦り地形箇所を拡大表示する第３の表示手段と、
自車両の底面での予想される底擦り箇所を拡大表示する第４の表示手段と
を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１】
自車両が走行している地面を撮像する撮像手段と、
撮像手段により撮像した地面情報を用いて地面の形状データを求める地面形状抽出手段と、
該地面形状抽出手段から求めた該地面の形状データと自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、
該底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項２】
自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、
該地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、
該地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、
該自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する２以上の撮像手段と、
該撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、
該第１の特徴位置データが該第２の特徴点位置データと重なるように、該地面形状データ抽出手段で抽出された該地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段と、
該地面形状データ取得手段で取得した該第２の地面形状データと該自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定手段と、
該底擦り判定手段による底擦りが生ずるとの判定により、事前に警告する警告手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
該底擦り判定手段による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算手段を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項４】
自車両の周辺の地図データを取得する地図データ入力手段と、該地図データ入力部から入力された地図データから自車両の周辺の第１の地面形状データを抽出する地面形状データ抽出手段と、該地面形状データ抽出部で抽出された地面形状データから地面の形状の第１の特徴点の位置データを取得する特徴点位置データ取得手段と、該自車両の下側の地面や該自車両の周囲を撮像する撮像手段と、該撮像手段から得られた画像データから地面の形状の第２の特徴点の位置データを算出する特徴点位置算出手段と、該第１の特徴位置データが該第２の特徴点位置データと重なるように、該地面形状データ抽出手段で抽出された該地面形状データを座標変換し、自車両を基にする座標系での第２の地面形状データを取得する地面形状データ取得手段とからなる地面形状データ算出部と、
該地面形状データ算出部からの該第２の地面形状データと該自車両の形状データとから、該自車両の走行中に該自車両の底面が地面に接触する底擦りが生ずるか否かを判定する底擦り判定部と、
該底擦り判定部による底擦りありとの判定により、底擦りを生ずる特徴点を回避する底擦り回避迂回経路を探索する通過経路演算部と、
該通過経路演算部で得られた底擦り回避迂回経路の情報を蓄積する底擦り経路蓄積部と、
該自車両の位置データと該自車両の形状データとをもとに、該底擦り経路蓄積部から該自車両に対する底擦り回避迂回経路を選択する経路選択部と、
該経路選択部で選択された該底擦り回避迂回経路を表示する出力部と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項５】
請求項４において、
自車両以外の他の車両で取得された地面形状データと該他の車両の車両形状データとを入力するデータ入力手段と、
該データ入力手段から入力された該地面形状データを前記底擦り経路蓄積部に蓄積する蓄積手段と
を設け、
該データ入力手段から入力された該他の車両の車両形状データを、前記前記底擦り経路蓄積部に蓄積された他の車両で取得された地面形状データと関連付けて、保存することを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つにおいて、
自車両の走行路での地面の起伏による底擦り判定開始位置と底擦り判定終了位置とを決定する決定手段と、
該底擦り開始位置から所定の距離間隔で底擦り判定処理を指示する判定開始指示手段と、
自車両が該底擦り終了位置に達するまでに自車両に底擦りが生ずることが判定されると、該底擦り判定処理の終了を指示する判定終了指示手段と
を設け、
該地面の起伏の程度に応じて、該所定の距離間隔を異ならせることを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つにおいて、
前記自車両の形状データは、自車両の走行速度や車両スペックによる車両の浮き沈みや傾きなどに関する情報も含むことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項８】
車両が底擦りした箇所を撮像する撮像手段と、
該撮像手段によって撮像された該車両の底擦りよって変形した変形形状と変形前の形状とを画像データをもとに比較する比較手段と、
該比較手段の比較によって得られる該車両の底擦りに応じた修理情報を抽出し、出力手段で表示させる修理情報抽出手段と
を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項９】
請求項３〜７のいずれか１つにおいて、
得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両を自動で運転する車両制御手段とを備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１０】
請求項３〜７のいずれか１つにおいて、
得られた前記底擦り回避迂回経路の情報をもとに、自車両の底面の高さを調整する車高調整部を備えたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所を表示する手段を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両と該自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図画面と、
該底擦り地形箇所を含む底擦り地形領域を地面画面と
該自車両の底面での予想される底擦り箇所を表わす底面画面と
を１つの表示手段で表示することを特徴とする底擦り回避補助装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれか１つにおいて、
自車両と該自車両の通過経路での予想される底擦り地形箇所とを表わす地図を拡大表示する第１の表示手段と、
自車両での予測される底擦り箇所の位置を拡大表示する第２の表示手段と、
地面での底擦り地形箇所を拡大表示する第３の表示手段と、
自車両の底面での予想される底擦り箇所を拡大表示する第４の表示手段と
を設けたことを特徴とする底擦り回避補助装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−２１３１４３（Ｐ２００７−２１３１４３Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２９９１５（Ｐ２００６−２９９１５）
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月７日（２００６．２．７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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