障害物位置検出装置

【課題】飛び出しが多い箇所を収集し、危険箇所として認識することができる障害物位置検出装置を提供する。
【解決手段】障害物位置検出装置は、レーザレーダ１で自車前方の障害物を検出した場合、自車位置周囲の所定の建造物（例えばコンビニエンスストア等の建築物）の設置情報をカーナビゲーションシステム１１から取得する。障害物位置検出装置は、障害物の相対的な位置変化から障害物の危険度を算出し、障害物の位置、建造物の設置情報、危険度をそれぞれ対応付けて危険箇所データベース８に登録する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、障害物との距離を検出する障害物位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車に前方の障害物等を検出するセンサを取り付け、道路上の障害物情報を収集するものが提案されている。例えば、特許文献１には、レーザレーダで道路を横断する歩行者を検出する装置が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、カメラを使用して交通信号機の点灯色を検出する手法が記載されている。特許文献３には、自車周囲の状況（渋滞、事故の情報）を検出し、検出場所の情報と共にセンタに送信する例が記載されている。また、特許文献４には、自車前後の物体を検出し、さらにＧＰＳで周囲の路側構造物情報を取得する構成が記載されている。特許文献４の装置は、これらの情報に基づいて危険回避制御を行うものである。
【特許文献１】特開平１１−１１５６６号公報
【特許文献２】特開平１０−１８７９３０号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６２６８号公報
【特許文献４】特開２００２−１７８８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
道路への歩行者や自動車の飛び出しは，道路周辺の建造物の種類に応じて多くなる場合がある。例えば、多数の人や自動車が集まるコンビニエンスストア等の建造物がある場所では、敷地内から道路へ自動車や歩行者が飛び出す場合が多い。すわなち、交差点がない道路であっても、歩行者や自動車が道路へ飛び出す場合がある。
【０００５】
この発明は、以上のような飛び出しが多い箇所の情報を収集し、危険箇所として認識することができる障害物位置検出装置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】
本発明の障害物位置検出装置は、信号機を除く道路上の障害物および前記障害物の位置を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段が障害物を検出した場合に、利用者に警告を発する警告手段と、前記障害物検出手段が検出した障害物位置において、所定の建造物の設置情報を取得する建造物設置情報取得手段と、前記障害物検出手段が前記障害物位置を検出し、かつ前記建造物設置情報取得手段が前記設置情報を取得した場合、前記設置情報に基づいて、前記障害物位置を出力する障害物位置出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
すなわち、人や自動車などが検出され、かつその周囲に何らかの建造物が存在した場合に、障害物の位置を出力する。そのため、歩行者や自動車が道路へ飛び出す場合が多い箇所を障害物位置として出力することができ、危険箇所としてデータベース化することができる。なお、外部の装置（センタ側）でデータベース化してもよいし、自装置においてデータベース化してもよい。
【０００８】
また、人や自動車などが検出され、交差点でなかった場合、歩行者や自動車が道路へ飛び出したとして、障害物位置を出力する態様も可能である。この場合、交差点以外の危険箇所もデータベースに登録することができる。
【０００９】
また、上記建造物の設置情報に、コンビニエンスストア等のような建築物が含まれていた場合に歩行者や自動車が道路へ飛び出したとして、障害物位置を出力する態様も可能である。この場合、飛び出しが多く発生すると判断できる危険箇所もデータベースに登録することができる。
【００１０】
また、障害物検出手段で検出した歩行者の位置における信号機の点灯色情報を取得する信号機点灯色情報取得手段をさらに備え、前記障害物位置出力手段は、前記設置情報に信号機を示す情報が含まれており、前記信号機点灯色情報取得手段が歩行者に対する通行許可の点灯色を取得できなかった場合に、前記歩行者の位置を出力するようにしてもよい。この場合、歩行者が赤信号を無視して道路へ飛び出した場合にのみ歩行者の位置を出力するため、横断して然るべき状況を除いてデータベースに登録することができる。
【００１１】
また、歩行者または自動車が道路を横切った場合に、障害物として検出するようにしてもよい。すなわち、自車と同一の方向に進むものは危険ではないため、障害物として検出しない。これにより、誤った検出を防止し、データベースの信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、人や自動車等の飛び出しが多い箇所の情報を収集し、危険箇所として認識することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、レーザレーダを用いた障害物位置検出装置の実施形態について説明する。図１は、障害物位置検出装置の構成を示す図である。図２は、レーザレーダ１の構成および物体検出の原理を示した図である。なお、本発明の障害物位置検出装置は、レーザレーダを用いる例に限らず、ミリ波レーダ等、どのような計測装置を用いてもよいものである。
【００１４】
障害物位置検出装置は、自動車に取り付けられている。障害物位置検出装置は、本発明の障害物検出手段に相当するレーザレーダ１、危険箇所データベース８、車速センサ９、建造物設置情報取得手段に相当するカーナビゲーションシステム１１、および画像センサモジュール２１を備えている。各構成部は、通信ケーブル４１を介して接続されている。また、カーナビゲーションシステム１１は、データ取得部１２、演算部１３、および構造物設置情報データベース１４を備えている。画像センサモジュール２１は、画像センサ２２および演算部２３を備えている。カーナビゲーションシステム１１は、自車の位置および周囲の建造物の情報を取得する。画像センサモジュール２１は、自車前方の信号機の点灯色を検出する。
【００１５】
本実施形態の障害物位置検出装置は、レーザレーダ１で自車前方の障害物を検出した場合、自車位置周囲の所定の建造物（例えばコンビニエンスストア等の建築物）の設置情報をカーナビゲーションシステム１１から取得する。障害物位置検出装置は、障害物の相対的な位置変化から障害物の危険度を算出し、障害物の位置、建造物の設置情報、および危険度をそれぞれ対応付けて危険箇所データベース８に登録する。
【００１６】
図２を用いてレーザレーダ１の障害物検出動作について説明する。レーザレーダ１は、投光部２、受光部３、演算部４、および通信部５を備えている。投光部２から発光されたレーザ光は、自車前方の物体６に反射し、受光部３に受光される。演算部４は、受光部３に受光されるレーザ光（反射光）の反射強度に基づいて物体６の存在を検出する。また、投光部２がレーザ光を発光してから、受光部３に反射光が受光されるまでの時間差からレーザレーダ１〜物体６の距離Ｄを算出する。
【００１７】
すなわち、演算部４は、受光部４から反射強度の情報を取得し、反射強度が所定のしきい値以上となった場合に物体６が存在すると判定する。また、演算部４は、反射強度のピークタイミング（最も反射強度が高くなるタイミング）を検出し、発光のタイミングから反射強度のピークタイミングまでの時間差（経過時間）から距離Ｄを求める。経過時間をΔＴとすると、距離Ｄは、距離Ｄ＝（ΔＴ×ｃ（光速））／２で求められる。
【００１８】
図３は、物体の相対的な位置変化を検出する手法を示す図である。まず、レーザレーダ１は、自車５１の前方にレーザ光４５を走査し、物体６１の存在、およびその位置（方向と距離）を求める。この測定を１回の計測とする。そして、次の計測でもレーザ光４５を走査し、物体６１の新たな方向と距離を求める。演算部４は、前回計測時と今回計測時の物体６１の位置の差異から、物体６１の相対的な位置変化（例えば相対速度）を求めることができる。
【００１９】
以上のようにして演算部４が求めた物体の存在、位置、相対速度を示す情報が通信部５を介して他の構成部（車両制御部：ＥＣＵや危険箇所データベース８）に出力される。
【００２０】
以下、障害物位置検出装置の動作について詳細に説明する。まず、図４は、障害物位置検出の基本的手法を示す図である。同図においては、障害物として人（歩行者）を検出した場合の例を示している。障害物位置検出装置は、レーザレーダ１で自車５１の前方にレーザ光を走査する。ここで、自車前方の道路上には信号機３４と歩行者３１が存在するため、これらの物体が検出される。ただし、レーザレーダ１では、信号機等の静止物は、障害物として抽出しない。そのため、同図の例では、歩行者３１のみ障害物として検出する。レーザレーダ１は、検出された歩行者３１の危険度を算出する。危険度は、相対速度および相対距離等に基づいて求める。例えば相対距離／相対速度で求められる。
【００２１】
一方、カーナビゲーションシステム１１は、データ取得部１２で自車位置を検出する。自車位置の検出には例えばＧＰＳが用いられる。演算部１３は、データ取得部１２が取得した自車位置で建造物設置情報データベース１４を参照し、自車周囲の建造物の設置情報を取得する。図４の例では、自車位置の周囲に交差点３２、店舗３３、信号機３４、および横断歩道３５が存在するため、これらの設置情報として、その種別（建造物の名称）や座標（緯度、経度、高度等）が取得される。演算部１３は、これらの情報を建造物情報として、自車位置とともにレーザレーダ１に出力する。
【００２２】
さらに、レーザレーダ１は、カーナビゲーションシステム１１から入力された建造物情報に基づいて、歩行者３１を検出したときの位置（緯度、経度、高度等の座標）、そのときの自車進行方向、歩行者３１の危険度、建造物情報（周辺情報）を対応付け、障害物情報を生成する。この障害物情報を危険箇所データベース８に登録することで、歩行者や自動車が道路へ飛び出す場合が多い箇所を、危険箇所としてデータベース化することができる。結果、図１１に示すような危険箇所の分布地図を作成することができる。
【００２３】
次に、以上の動作をフローチャートに沿って説明する。図９は、障害物位置検出装置の全体動作を示すフローチャートである。図１０は、危険箇所認識処理の詳細動作を示すフローチャートである。なお、図９および図１０に示す動作は、本実施形態ではレーザレーダ１で行うものであるが、他の処理部で行ってもよい。
【００２４】
まず、レーザレーダ１は、自車前方にレーザ光を走査し、各方向でレーザ光を反射した対象物を計測する（ｓ１）。すなわち、レーザ光を照射した各方向において、対象物までの距離を計測する。レーザレーダ１は、全方向について距離の計測を行う（ｓ２）。その後、レーザレーダ１は、ｓ１で計測した対象物の集合をまとめる（ｓ３）。ここでは、計測した各対象物の位置を水平面上の２次元座標に変換する。そして、今回の計測における対象物の位置と前回の計測における対象物の位置、および車速センサ９から入力される自車の速度を用いて、各対象物の移動ベクトルを算出する。レーザレーダ１は、位置が近接し、かつ移動ベクトルがほぼ同じである対象物を同一物体であるとしてグループ化する。このようにして、同じ集合に属する対象物を同じ物体として検出する。
【００２５】
その後、レーザレーダ１は、ｓ３においてグループ化した物体毎に、その位置を算出する（ｓ４）。例えばグループ化した物体の中心位置を物体の位置とする。そして、レーザレーダ１は、今回計測時に検出した物体毎に、前回計測時の物体位置と対応付け（ｓ５）、出力物体を選択する（ｓ６）。レーザレーダ１は、ｓ５で対応付けた物体位置が変化している場合にのみ出力物体として選択する。物体位置が変化していなければ静止物とし、出力物体として選択しない。その後、レーザレーダ１は、危険箇所認識処理を行い（ｓ７）、次の計測から処理を繰り返す。
【００２６】
危険箇所認識処理においては、まず、出力物体が前回計測時と同じであるかを判断する（ｓ１１）。出力物体が前回計測時と同じでなければ、新たに検出した物体であるとして、障害物情報をリセットする（ｓ１２）。障害物情報は、上述したように、緯度、経度、高度を示す情報、自車進行方向を示す情報、危険度、および建造物情報を対応付けたものである。なお、これらの情報は、レーザレーダ１の動作用メモリ（不図示）に一時記憶されている。
【００２７】
その後、レーザレーダ１は、出力物体の危険度が所定値未満であるかを判断する（ｓ１３）。所定値は、例えば１．０ｓとする。危険度が所定値未満である場合、すなわち、相対速度に対して相対距離が小さい場合、危険状態であるとして、運転手（利用者）に警告を発する（ｓ１４）。そして、レーザレーダ１は、当該出力物体について障害物情報を更新する（ｓ１５）。
【００２８】
その後、レーザレーダ１は、建造物情報に交差点を示す情報が含まれているか否かを確認し、障害物を検出した位置が交差点であるか否かを判断する（ｓ１６）。図５は、交差点でない位置において障害物を検出した場合の例を示す図である。同図の例では、自車前方の道路上には歩行者３１のみ存在する。そのため、歩行者３１のみ障害物として検出される。一方、カーナビゲーションシステム１１では、建造物情報が取得されないため、レーザレーダ１には、建造物設置情報が入力されない。この場合、レーザレーダ１は、障害物情報に含まれる周辺情報を「交差点無し」とする。レーザレーダ１は、歩行者が検出され、かつ周辺情報が「交差点無し」であった場合、歩行者が道路へ飛び出したとして、危険箇所として判断し、障害物情報を危険箇所データベース８に登録する（ｓ２１）。このように、ｓ１５の処理によって、交差点以外の危険箇所もデータベースに登録することができる。
【００２９】
次に、レーザレーダ１は、所定の建造物があるか否かを判断する（ｓ１７）。所定の建造物とは、例えばコンビニエンスストア等の建築物である。図６は、コンビニエンスストア等の建築物がある位置において障害物を検出した場合の例を示す図である。同図の例では、道路上の障害物として歩行者３１が検出される。一方、カーナビゲーションシステム１１では、建造物情報として、店舗３３が取得され、レーザレーダ１に入力される。レーザレーダ１は、歩行者が検出され、かつ周辺情報に店舗３３等の建築物が含まれていた場合に、危険箇所として判断し、障害物情報を危険箇所データベース８に登録する（ｓ２１）。このように、ｓ１６の処理によって、歩行者が道路へ飛び出す場合が多い箇所としてデータベース化することができる。
【００３０】
次に、レーザレーダ１は、横切り方向信号を特定する（ｓ１８）。横切り方向信号の特定とは、自車の進行方向に直交する方向に設置された信号機の点灯色を検出する処理である。つまり、歩行者の位置における信号機の点灯色情報を取得する処理である。点灯色情報の取得は、画像センサモジュール２１で行われる。
【００３１】
図８を用いて点灯色情報の取得処理について説明する。画像センサモジュール２１の画像センサ２２は、自車前方を撮影する。演算部２３は、画像センサ２２が撮影した画像から、自車前方の信号機３４Ａの点灯色を抽出する。自車前方の信号機３４Ａが、自車に対する通行不可の点灯色（赤）であった場合、歩行者に対する信号機３４Ｂは、通行許可の点灯色（青）であると推定し、通行許可を示す情報をレーザレーダ１に出力する。
【００３２】
レーザレーダ１は、通行許可を示す情報が入力されていれば危険箇所でないとし、そうでなければ危険箇所として判断して（ｓ１９）、障害物情報を危険箇所データベース８に登録する（ｓ２１）。このように、歩行者が赤信号を無視して道路へ飛び出した場合にのみ歩行者の位置を出力するため、横断して然るべき状況を除いてデータベースに登録することができる。
【００３３】
なお、画像による点灯色の検出に限らず、各信号機と通信を行い、直接、点灯色情報を取得するようにしてもよい。
【００３４】
次に、レーザレーダ１は、障害物が自車前方を横切っているか否かを判断する（ｓ２０）。横切りの判断は、例えば以下のようにして行われる。すなわち、障害物の進行方向に対する速度（対地速度）の絶対値が１０ｋｍ／ｈ未満であり、かつ横切り方向の相対速度の絶対値が３ｋｍ／ｈを超えたとき、障害物が自車前方を横切っていると判断する。図８を用いて障害物の横切り判断について説明する。同図の例では、自車前方の道路上に軽車両３６および軽車両３７が存在するため、これらの物体が障害物として検出される。ここで、軽車両３６は、自車と同一方向に向かっているため、ｓ２３の処理において横切りでないと判断される。よって、軽車両３７の障害物情報のみ、危険箇所データベース８に登録される（ｓ２１）。このように、障害物として検出された場合であっても、自車と同一の方向に進むものは危険ではないため、障害物として検出しないようにする。これにより、誤った検出を防止し、データベースの信頼性を向上することができる。
【００３５】
なお、ｓ１６〜ｓ２０の判断処理は、本発明において必須ではない。また、全ての処理を行う態様に限らず、これらの処理のうち任意の処理を組み合わせてもよい。
【００３６】
以上のようにして、各危険箇所が危険箇所データベースに登録される。なお、上記の例では、障害物位置検出装置に危険箇所データベース８を内蔵している例を示したが、障害物位置検出装置から情報センタに障害物情報を出力し、情報センタでデータベース化するようにしてもよい。
【００３７】
構築された危険箇所データベースは、例えばカーナビゲーションシステムの画面に分布地図として表示される。図１１は、危険箇所の分布地図の一例を示す図である。カーナビゲーションシステムの画面には、同図に示すような地図が表示される。同図の例では、各危険箇所は、危険度とともに円で領域表示される。自車が危険箇所の円内に侵入すると、カーナビゲーションシステムは、運転手に警告を発する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】障害物位置検出装置の構成を示す図である。
【図２】レーザレーダの構成を示す図である。
【図３】物体の相対的な位置変化を検出する手法を示す図である。
【図４】障害物位置の基本的検出手法を示す図である。
【図５】交差点でない位置において障害物を検出した場合の例を示す図である。
【図６】コンビニエンスストア等の建築物がある位置において障害物を検出した場合の例を示す図である。
【図７】点灯色情報の取得処理について説明する図である。
【図８】障害物の横切り判断について説明する図である。
【図９】障害物位置検出装置の全体動作を示すフローチャートである。
【図１０】危険箇所認識処理の詳細動作を示すフローチャートである。
【図１１】危険箇所の分布地図の一例を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号機を除く道路上の障害物および前記障害物の位置を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段が障害物を検出した場合に、利用者に警告を発する警告手段と、
前記障害物検出手段が検出した障害物位置において、所定の建造物の設置情報を取得する建造物設置情報取得手段と、
前記障害物検出手段が前記障害物位置を検出し、かつ前記建造物設置情報取得手段が前記設置情報を取得した場合、前記設置情報に基づいて、前記障害物位置を出力する障害物位置出力手段と、
を備えた障害物位置検出装置。
【請求項２】
前記所定の建造物には、交差点が含まれており、
前記障害物位置出力手段は、前記設置情報に交差点を示す情報がなかった場合に、前記障害物位置を出力する請求項１に記載の障害物位置検出装置。
【請求項３】
前記所定の建造物には、建築物が含まれており、
前記障害物位置出力手段は、前記設置情報に建築物を示す情報が含まれていた場合に、前記障害物位置を出力する請求項１、または請求項２に記載の障害物位置検出装置。
【請求項４】
前記障害物は、歩行者であり、
前記建造物には、信号機が含まれており、
前記障害物検出手段で検出した歩行者の位置における信号機の点灯色情報を取得する信号機点灯色情報取得手段をさらに備え、
前記障害物位置出力手段は、前記設置情報に信号機を示す情報が含まれており、前記信号機点灯色情報取得手段が歩行者に対する通行許可の点灯色を取得できなかった場合に、前記歩行者の位置を出力する請求項１、請求項２、または請求項３に記載の障害物位置検出装置。
【請求項５】
前記障害物検出手段は、歩行者または自動車が道路を横切った場合に、障害物として検出する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の障害物位置検出装置。

【図１】