説明

車輪速パルス補正システム

【課題】
従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる車輪速パルス補正システムを提供することを目的とする。
【解決手段】
インフラ装置10から得られた特定区間の開始地点と終了地点の情報を元に、画像認識で道路に存在する特徴物を捕らえて認識する。通信により得られた情報および画像認識による情報から特定区間の距離を計算し、情報から計算された特定区間距離と車輪速パルスから計算した特定区間距離とを比較することで、車輪速パルスの誤差の補正を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車輪速パルス補正システムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、車輪速センサから得られる車輪速パルスを補正する車輪速パルス補正システムとして、道路に設置された2つのインフラ装置で挟まれた区間の距離情報をインフラ装置から取得して、通信により得られた区間距離と2つのインフラ装置で挟まれた区間を走行して算出した距離とを比較することによって、車輪速パルスの誤差を補正する補正システムが知られている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】特開2004−309399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、従来の車輪速パルス補正システムにあっては、2つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了しないと車輪速パルスの誤差を補正することができない。このため、2つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了するまで、車輪速パルスの誤差が生じた状態となり、迅速に車輪速パルスの誤差を補正することが困難である。さらに、エンジン始動後、走行制御などの介入制御を行う前に車輪速パルスの誤差を補正する必要があるため、エンジン始動後に2つのインフラ装置によって規定された区間の走行が完了しないと介入制御を行えない。
【0004】
また、車輪速パルス補正システムを補正するためには、インフラ装置を少なくとも2箇所に設置する必要がある。よって、インフラ装置の設置場所がインフラ装置を2箇所以上設置できないような地形である場合などは、車輪速パルスの誤差を補正することができない。
【0005】
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる車輪速パルス補正システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
すなわち本発明に係る車輪速パルス補正システムは、車両に設けられ、車輪の回転に応じて車輪速パルスを出力する車輪速センサと、道路に設置されたインフラ装置から発せられる情報によって、特徴物までの特定区間の距離を取得する距離取得手段と、前記特定区間の走行中に前記車輪速パルスを測定し、前記距離取得手段から得られた前記特定区間の距離と測定した車輪速パルスから算出される距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する補正手段と、を備えて構成される。
【0007】
この発明によれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する。このため、インフラ装置間を完走するまでに車輪速パルスの誤差の補正を行うことができ、迅速に車輪速パルスの補正を行うことができる。これにより、エンジン始動後、最初の介入制御も迅速に受けることができる。
【0008】
さらに、この発明によれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して補正するため、インフラ装置が1つであっても適切に車輪速パルスの誤差の補正を行うことができる。これによって、インフラ装置を複数台設置する必要がある場合に比べて、インフラ装置費、インフラ装置の設置費、インフラ設置場所費、ランニングコストなどが軽減され、コスト面で優れた効果を奏する。
【0009】
また、本発明に係る車輪速パルス補正システムにおいて、前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として前記インフラ装置の設置位置から道路に存在する特徴物までの区間の距離を取得することが好ましい。
【0010】
また、本発明に係る車輪速パルス補正システムにおいて、前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として道路に存在する2つの特徴物によって定まる区間の距離を取得することが好ましい。
【0011】
また、本発明に係る車輪速パルス補正システムは、車両周辺を撮像した画像に基づき、前記特徴物を画像認識して前記特定区間の開始地点または終了地点を判断する判断手段を備えて構成される。
【0012】
この発明によれば、車輪速パルス補正システムは、画像認識で特徴物を捕らえることで、特定区間の開始地点および終了地点を把握することができる。
【0013】
また、本発明に係る車輪速パルス補正システムは、前記インフラ装置が送信する前記特定区間の距離情報と共に、前記特徴物の画像上の位置情報と認識に使用するパターンマッチング情報のいずれか一方または双方の情報を取得する情報取得手段と、前記距離取得手段によって得られた情報に基づいて画像認識を行う画像認識手段と、前記画像認識手段によって得られた情報に基づいて、撮像した物体から車両までの距離を算出する第一距離算出手段と、前記撮像した物体までの距離情報に基づいて、前記インフラ装置から車両までの距離を算出する第二距離算出手段と、を備えて構成される。
【0014】
この発明によれば、特徴物の画像上の位置またはパターン情報を事前にインフラ装置から入手できるため、特徴物を判断する画像認識処理を大きく低減することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、従来の車輪速パルス補正システムに比べて迅速に車輪速パルスの誤差を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0017】
図1は本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムの構成概要図である。本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムは、道路に存在する特徴物までの特定区間の距離情報をインフラ装置から取得し、取得した距離情報と実際に特定区間を走行して計算した距離情報とを比較して、車輪速パルスの誤差を補正するシステムである。ここで道路とは、路上、路肩およびその周辺を含むものである。
【0018】
本実施形態に係る補正システムは、車輪速センサ23、通信部21、ECU30を備えて構成される。ここで、ECU(Electronic Control Unit)とは、電子制御ユニットであり、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。
【0019】
車輪速センサ23は、車輪速を検出するセンサであり、車輪速パルスを出力するものである。例えば、車輪速センサ23は、車両のシャフト付近に配置され、車輪の回転による磁束変化を検出することで車輪の回転を検知し、車輪速パルスをECU30へ出力する。
【0020】
通信部21は、車両に搭載され、道路に存在する特徴物までの距離情報を受信する機能を備えている。さらに、道路に存在する特徴物についての画像情報、パターン情報、車両20を制御する命令を受信する機能を備えていてもよい。また、通信部21は、受信した情報や命令をECU30へ出力する機能を備えている。
【0021】
通信部21と通信するのは、道路に存在するインフラ装置10に備わる通信部11である。通信部11は、道路に存在する特徴物までの距離情報や、道路に存在する特徴物についての画像情報、パターン情報、車両20を制御する命令を送信する機能を備えている。パターン情報は、道路に存在する特徴物が写る画像上の位置や特徴物の輪郭を含んだ情報である。車両20を制御する命令には、車両20の発進、停止、減速、加速といった走行制御命令が含まれている。
【0022】
ECU30は、補正処理部32を備えて構成されている。さらに画像処理部31、介入制御部33が備わっていてもよい。
【0023】
補正処理部32は、画像処理部31によって得られた特徴物から自車両までの距離と、通信部11で得られたインフラ装置から特徴物までの距離を用いて、特定区間距離を算出する機能を備えている。また、車輪速センサ23から得られた車輪速パルスを基に、特定区間距離を算出する機能を備えている。さらに、2つの方法で算出された特定区間距離を比較して車輪速パルスの誤差を補正する機能を備えている。また、補正処理部32は、算出した計算結果を介入制御部33へ出力する機能を備えている。
【0024】
画像処理部31は、通信部21および周辺監視カメラ22の情報を入力として、特定区間の開始地点と終了地点の目印となる特徴物を認識する画像解析を行う。画像解析にはパターン情報を用いたマッチング方法が用いられる。マッチング方法については後述する。また、画像解析によって、道路上に存在する特徴物から自車両までの距離を算出する機能を備えている。さらに、得られた特徴物の情報を補正処理部32へ出力する機能を備えている。
【0025】
画像処理部31に画像を出力する周辺監視カメラ22は、車両周辺を監視し、画像を信号に変換してECU30へ出力する機能を備えている。周辺監視カメラ22は、例えば単眼カメラやステレオカメラが用いられる。
【0026】
介入制御部33は、通信部21から入力した制御命令と補正処理部32から入力した補正済みの車輪速を用いて、車両制御を行う。
【0027】
ECU3内部で実現される機能は、必ずしもハードウェアで実現する必要も無く、ソフトウェアでも実現可能である。
【0028】
次に本実施形態に係る車輪速パルス補正システムの動作について説明する。
【0029】
図2は、本実施形態に係る車輪速パルス補正システムの動作を示すフローチャートである。図3は、本実施形態に係る車輪速パルス補正システムにおける走行距離算出の説明図である。図4は画像認識処理における画像位置情報の説明図とマッチングパターンの説明図である。
【0030】
図2の制御処理は、ECU30により実行され、例えば、イグニッションオンにより開始される。処理が開始されると、図2のステップS10の処理で、情報受信処理が行われる。情報受信処理は、介入制御処理に必要な命令に加えて、特定区間の開始地点や終了地点を決定するための目印となる特徴物のパターン情報と、インフラ装置10から特徴物までの距離をインフラ装置10から受け取る処理である。特徴物は、道路に設置され輪郭などの特徴が明確で、対象までの距離を把握しているものが選ばれる。例えば、交通標識や補助標識、カーブミラーである。パターン情報は、図4で示すように、例えば特徴物の輪郭を示す情報である。ステップS10の処理が終了すると、特定区間の開始地点判断処理へ移行する(S12)。
【0031】
ステップS12の処理は、ステップS10の処理で得られたパターン情報を基に、特定区間の開始地点を判断する処理である。ここで、特定区間の開始地点は、周辺監視カメラ22で特徴物を認識した地点である。特徴物を認識する方法としては、図4に示すように、例えば特徴物の輪郭を示したパターン情報をマッチングする方法が用いられる。パターン情報と走行中に周辺監視用カメラ22から取得する画像情報とをマッチングさせて、特徴物の輪郭と画像の一部が一致した場合、インフラ装置10から送られた特徴物であると認識する。このように、パターン情報を用いて画像認識を行うことで、認識に必要な情報量を少なくすることができるため、リソースの効率化と画像処理の負荷軽減という効果を得ることができる。また、特徴物が画像上のどこにあるかという情報、例えば図4の0≦x≦Dの範囲であるという情報をインフラ装置10から車両20へ予め送信しておくことで、画像の全範囲を対象としてマッチングする場合に比べて、マッチングする対象画像の範囲を小さくすることができる。このため、全範囲を対象とするマッチング処理に比べ、リソースの効率化と画像処理の負荷軽減を実現できる。ステップS12の処理が終了すると、特定区間の開始地点の距離把握処理へ移行する(S14)。
【0032】
ステップS14の処理は、ステップS12で得られた画像情報を入力として、自車両から特徴物までの距離を算出し、特定区間の開始位置を把握する処理である。自車両から特徴物までの距離は、例えば、ステレオカメラを用いて両カメラに写りこむ画像の視差を解析する事により距離を計測すればよい。ステップS14の処理が終了すると、車輪速パルスカウント開始処理へ移行する(S16)。
【0033】
ステップS16の処理は、車輪速パルスのカウントを開始する処理である。ステップS16の処理が終了すると、終了地点判断処理へ移行する(S18)。
【0034】
ステップS18の処理は、ステップS10の処理で得られたパターン情報を基に、特定区間の終了地点を判断する処理である。ここで、特定区間の終了地点は、周辺監視カメラ22で終了地点の特徴物を認識した地点である。認識する方法はステップS12と同様の処理となる。ステップS18の処理が終了すると、車輪速パルスカウント終了処理へ移行する(S20)。
【0035】
ステップS20の処理は、車輪速パルスのカウント処理を終了する処理である。ステップS20の処理が終了すると、自車両から終了地点までの距離を把握する処理へ移行する(S22)。
【0036】
ステップS22の処理は、特定区間の終了地点の距離把握処理であり、ステップS14と同様の処理が行われる。ステップS22が終了すると車速パルスから走行距離を算出する処理へ移行する(S24)。
【0037】
ステップS24の処理は、測定した車輪速パルスを基に特定区間の距離を算出する処理である。ここで、ある経過時間tにおいてカウントされた車輪速パルスのカウント値をk、車輪一周の長さをl、車輪一周を回った際に発生するパルスのカウント値をKとすると、特定区間の距離Lは、式(1)で表される。
【0038】
=(k/K)・l …(1)
ステップS24の処理が終了すると、特徴物の距離情報と周辺監視カメラ22を用いて走行距離を算出する処理へ移行する(S26)。
【0039】
ステップS26の処理は、特徴物の距離情報と周辺監視カメラ22から特定区間の距離を算出する処理である。ここで、図3を用いて特定区間の距離の算出方法を説明する。まず、インフラ装置10がA地点に配置されており、車両20の通信部がインフラ装置10からL(m)先の一時停止標識で停止する命令を運転支援情報と併せて受信したとする。そして、特定区間の開始地点の目印となる特徴物がインフラ装置10からL(m)先の交通標識Bで、特定区間の終了地点の目印となる特徴物がインフラ装置10からL(m)先のカーブミラーBとする。また、周辺監視カメラによって車両20が交通標識Bを認識した地点は、車両20から交通標識BまでL´(m)離れた地点であり、カーブミラーB2を認識した地点は、車両20から交通標識BまでL´(m)離れた地点であるとする。すると特定区間の距離Lは、式(2)で表される。
【0040】
=(L−L´)−(L1−L1´) …(2)
ステップS26の処理が終了すると、特徴物の情報および周辺監視カメラ22から求まる走行距離と車輪速パルスから求まる走行距離を比較する処理へ移行する(S28)。
【0041】
ステップS28の処理は、ステップS24で求めた特定区間の距離Lと、ステップS26で求めた特定区間の距離Lと比較する処理である。比較方法は、LとLの差分値(L−L)が所定値以下か否かを判断すればよい。LとLの差分値が所定値以下の場合は、介入制御処理へ移行する(S32)。LとLの差分値が所定値以下でない場合は、車輪速を補正する処理へ移行する(S30)。
【0042】
ステップS30の処理は、車輪速パルスの誤差を補正する処理である。この処理では、ステップS28で求めた差分値が所定値以下になるように補正する。一例として、所定値をゼロ、車輪一周の長さ変更後の距離をL´とし、L´−Lの値がXであった場合を考える。このとき、変更後の車輪一周の長さl´をl´=α・lのように表すと、(1)式より、L´は(2)式のように表すことができる。
【0043】
´=α・L …(2)
よって、(2)式より、L=Lとなるように補正すると、αは(3)式のようになる。
【0044】
α=(X+L)/L …(3)
よって車輪速パルスから求めた車輪速をVとすると、本来の車輪速V´は式(4)で表される。
【0045】
V´=L´/t=(α・L)/t=α・V …(4)
このようにして、車輪速パルスの誤差を補正し、本来の車輪速V´を求めることができる。ステップS30の処理が終了すると、介入制御処理へ移行する(S32)。
【0046】
ステップS32の処理は、介入制御処理であり、ステップS10で受け取った命令を実施する処理である。ステップS32が終了すると、図2の制御処理は終了する。
【0047】
以上のように、本実施形態に係る補正システムによれば、インフラ装置10から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する。このため、2つのインフラ装置10の間を完走するまでに車輪速パルスの誤差の補正を行うことができ、迅速に車輪速パルスの補正を行うことができる。これにより、エンジン始動後、最初の介入制御も迅速に受けることができる。
【0048】
さらに、本実施形態に係る補正システムによれば、インフラ装置から得られた情報から特徴物までの特定区間の距離を算出し、その特定区間の距離情報と実際に走行して車輪速から算出した距離とを比較して補正するため、インフラ装置10が1つであっても適切に車輪速パルスの誤差の補正を行うことができる。これによって、インフラ装置10を複数台設置する必要がある場合に比べて、インフラ装置費、インフラ装置の設置費、インフラ設置場所費、ランニングコストなどが軽減され、コスト面で優れた効果を奏する。
【0049】
また、本実施形態に係る補正システムによれば、画像認識で特徴物を捕らえることで、特定区間の開始地点および終了地点を把握することができる。
【0050】
また、本実施形態に係る補正システムによれば、特徴物の画像上の位置またはパターン情報を事前にインフラ装置10から入手できるため、特徴物を判断する画像認識処理を大きく低減することができる。
【0051】
なお、上述した実施形態は本発明に係る車輪速パルス補正システムの一例を示すものである。本発明に係る車輪速パルス補正システムは、これらの実施形態に係る車輪速パルス補正システムに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る車輪速パルス補正システムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明の実施形態に係る車輪速パルス補正システムの補正システムの構成概要を示すブロック図である。
【図2】図1の車輪速パルス補正システムの補正システムの動作を示すフローチャートである。
【図3】本実施形態に係る車輪速パルス補正システムにおける走行距離算出の説明図である。
【図4】画像処理における画像位置情報の説明図とマッチングパターンの説明図である。
【符号の説明】
【0053】
10…インフラ装置、20…車両、21…通信部、22…周辺監視カメラ、23…車輪速センサ、30…ECU、31…画像処理部、32…補正処理部、33…介入制御部。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両に設けられ、車輪の回転に応じて車輪速パルスを出力する車輪速センサと、
道路に設置されたインフラ装置から発せられる情報によって、特徴物までの特定区間の距離を取得する距離取得手段と、
前記特定区間の走行中に前記車輪速パルスを測定し、前記距離取得手段から得られた前記特定区間の距離と測定した前記車輪速パルスから算出される距離とを比較して車輪速パルスの誤差を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする車輪速パルス補正システム。
【請求項2】
前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として前記インフラ装置の設置位置から道路に存在する特徴物までの区間の距離を取得すること、
を特徴とする請求項1に記載の車輪速パルス補正システム。
【請求項3】
前記距離取得手段は、前記特定区間の距離として道路に存在する2つの特徴物によって定まる区間の距離を取得すること、
を特徴とする請求項1に記載の車輪速パルス補正システム。
【請求項4】
車両周辺を撮像した画像に基づき、前記特徴物を画像認識して前記特定区間の開始地点または終了地点を判断する判断手段を備えたこと、
を特徴とする請求項2または3に記載の車輪速パルス補正システム。
【請求項5】
前記インフラ装置が送信する前記特定区間の距離情報と共に、前記特徴物の画像上の位置情報と認識に使用するパターンマッチング情報のいずれか一方または双方の情報を取得する情報取得手段と、
前記距離取得手段によって得られた情報に基づいて画像認識を行う画像認識手段と、
前記画像認識手段によって得られた情報に基づいて、撮像した物体から車両までの距離を算出する第一距離算出手段と、
前記撮像した物体までの距離情報に基づいて、前記インフラ装置から車両までの距離を算出する第二距離算出手段と、
を備えた請求項4に記載の車輪速パルス補正システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−76178(P2008−76178A)
【公開日】平成20年4月3日(2008.4.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−254580(P2006−254580)
【出願日】平成18年9月20日(2006.9.20)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】