説明

障害物距離検出装置

【課題】各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる障害物距離検出装置を提供する。
【解決手段】障害物距離検出装置は、障害物との距離を順次記録する。当該障害物距離(D)が限界距離(L)より小さくなったとき、自車位置を記録して運転手に警報を発する。その後に運転手がブレーキを踏み、障害物距離(D)が限界距離(L)以上となった場合、記録している障害物距離の最小値を抽出する。抽出した最小値が限界距離(L)よりも小さければ、当該障害物距離の最小値とそのときの自車位置を示す情報を出力する。

【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距離検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、レーザレーダ等で先行車両との車間距離を計測し、走行履歴をメモリに記録する走行履歴記録システムが提案されている(例えば特許文献1を参照)。特許文献1のシステムは、予めメモリに登録されている安全車間距離を読み取り、実際の車間距離を安全車間距離で除算することにより規格化車間距離を算定する。安全車間距離は、走行時間帯や天候等の走行環境から決定される。規格化車間距離が1未満であると警告を発し、そのときの車間距離と安全車間距離を記録する。
【0003】
また、特許文献2では、レーザレーダで複数の先行車との車間距離を計測し、それぞれ自車両に衝突する危険度を算出している。危険度が最も大きな先行車両との車間距離に基づいて、自車両の運転手に対する警報の有無を決定している。
【0004】
また、特許文献3には、交差点においてレーザレーダで自車両が他車両に遭遇したことを検知すると、他車両に遭遇した旨を示す情報を情報センタに送信し、データベースを作成する構成が記載されている。このようなデータベースにより、交差点において自車両が他車両に遭遇する頻度を算出する。そして、各交差点においては、他車両に遭遇する頻度に基づいて、自車両の運転手に警告を発する。
【0005】
しかし、危険と判定した箇所を全てセンタに送信してデータベース化すると、大量のデータが発生することになる。また、実際に各危険箇所がどの程度危険であるかをデータベース化するには、基準となる情報が必要となるが、センタ側で大量のデータを集約し、当該基準を判定すると負荷が過大となる。
【特許文献1】特開平10−116400号公報
【特許文献2】特開平6−131598号公報
【特許文献3】特開2005−234778号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
この発明は、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる障害物距離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】
【0007】
本発明は、道路上の障害物および前記障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段が検出した障害物距離を、検出した障害物毎に順次記憶する障害物距離記憶手段と、自車位置を検出する自車位置検出手段と、前記障害物距離を順次記憶した後、前記障害物検出手段が検出した障害物距離のうち、予め定められたしきい値より小さい障害物距離の障害物が存在するか否かを判定する危険有無判定手段と、前記危険有無判定手段が予め定められたしきい値より小さい障害物距離が存在すると判定した場合、検出した障害物のうち、最も小さい障害物距離およびそのときの自車位置を出力する最小障害物距離出力手段と、を備えたことを特徴とする。
【0008】
このように、障害物を検出して各障害物の距離を順次記憶し、予め定められたしきい値よりも小さい障害物距離が存在した場合に最も小さい障害物距離を出力することで、最も危険な障害物距離の情報をデータベース化することができる。この場合、センタ側でデータベース化してもよいし、自車両の他の処理部でデータベース化してもよい。基準となる「最も危険であった状態」をデータベース化することができるため、各危険箇所がどの程度危険であるかを正確にデータベース化することができる。また、1つのセンタで大量のデータから基準を判定する必要もないため、処理負荷が過大となることもない。
【0009】
なお、前記危険有無判定手段は、自車の車速に基づいて安全度を算出し、前記最小障害物距離出力手段は、前記安全度が最も小さいときの障害物距離を前記最も小さい障害物距離に替えて出力してもよい。
【0010】
また、最小障害物距離出力手段は、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、そのときの最も小さい障害物距離を出力してもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、レーザレーダセンサを用いた障害物距離検出装置の実施形態について説明する。レーザレーダセンサは、例えば自動車に取り付けられ、自車前方にレーザ光を照射する。レーザレーダセンサは、照射したレーザ光が物体から反射して戻るまでの時間から物体との距離を計測する。なお、本発明の障害物距離検出装置は、レーザレーダセンサを用いる例に限らず、ミリ波レーダ等、どのような装置を用いてもよいものである。
【0013】
図1は、障害物距離検出装置の構成を示すブロック図である。障害物距離検出装置は、制御部1、レーザレーダセンサ2、車速センサ3、動作用メモリ4、限界距離メモリ5、車両位置検出センサ6、地図データベース7、警報器8、通信部9、最小値メモリ10、操舵角センサ11、およびブレーキ踏み力センサ12を備えている。
【0014】
レーザレーダセンサ2は、自車前方にレーザ光を照射し、障害物の有無、および障害物との距離を測定する。
【0015】
制御部1は、レーザレーダセンサ2から入力される障害物距離を順次動作用メモリ4に記録する。また、制御部1は、障害物距離のうち最小値を最小値メモリ10に記録する。
【0016】
さらに、制御部1は、障害物との距離が予め定められたしきい値未満となった場合、警報器8から運転手に警報を発する。しきい値は、例えば十分に安全と判断できる車間距離の限界(限界距離)に対応して決定されており、限界距離メモリ5に記録されている。限界距離は、走行時間帯や天候等により適宜決定すればよいが、例えば20m程度とする。また、制御部1は、障害物距離が限界距離未満であった場合、自車位置検出センサ6から自車位置(緯度、経度等)を取得する。そして、制御部1は、障害物距離の最小値および自車位置を、通信部9を介して情報センタに送信する。送信された障害物距離の最小値および自車位置は、データベースに登録され、危険箇所の分布地図等が作成される。なお、制御部1は、自装置の地図データベース7に障害物距離の最小値および自車位置を登録してもよい。
【0017】
以下、障害物距離検出装置の具体的な動作について説明する。図2は、自車と先行車(障害物)との距離と時間の関係を示した図である。図3は、障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。図2に示す例では、時刻(T1)〜時刻(T3)まで徐々に先行車23が自車21に接近し、時刻T3で運転手がブレーキを踏み、時刻(T4)〜時刻(T5)まで徐々に先行車23が自車21から遠ざかる例を示している。
【0018】
まず、レーザレーダセンサ2は、障害物が存在するか否かを判定する(s11)。図2に示すように、レーザレーダセンサ2は、自車21の前方にレーザ光22を照射する。レーザ光22が道路上の障害物である先行車23に反射して戻った反射光がレーザレーダセンサ2に受光される。レーザレーダセンサ2は、この反射光の光量が所定値以上であった場合に道路上の障害物(同図の例では先行車23)が存在すると判定する。
【0019】
レーザレーダセンサ2は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する(s12)。障害物距離(D)は、レーザ光22を照射してから反射光が受光されるまでの時間差から求められる。制御部1は、レーザレーダセンサ2が検出した障害物距離(D)を、検出した時刻(T)に対応付けて検出した物体毎に動作用メモリ4に記録する(s13)。例えば、時刻(T1)では、障害物距離(D1)=30mであるため、障害物距離(D1)=30mが時刻(T1)と対応付けられて記憶される。
【0020】
その後、制御部1は、動作用メモリ4に記録されている障害物距離(D)が限界距離メモリ5に記録されている限界距離(L)より小さいか否かを判定する(s14)。この例では、限界距離(L)を20mとしている。制御部1は、障害物距離(D)が限界距離(L)より小さい場合、車両位置検出センサ6で自車位置を検出し(s15)、動作用メモリ4に追加記憶する(s16)。
【0021】
図4に動作用メモリ4に記録される内容を示す。時刻(T1)では、障害物距離(D1)=30mが限界距離(L)=20m以上である。このため、s14で限界距離(L)以上であると判断される。また、障害物距離(D1)は、動作用メモリ4から障害物距離の最小値として抽出され(s18)、限界距離(L)以上であると判断される(s19)。よって、障害物距離(D1)とその時刻(T1)は、動作用メモリ4から消去される(s22)。時刻(T2)〜時刻(T4)においては、障害物距離(D2)=15m、(D3)=10m、(D4)=13mがそれぞれ限界距離(L)より小さいため、障害物距離(D2)〜(D4)に加えて、各時刻において検出した自車位置が時刻(T2)〜時刻(T4)に対応付けられて追加記憶される(s16)。
【0022】
制御部1は、自車位置を追加記憶した後、警報器8から警報を発する(s17)。その後、レーザレーダセンサ2における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離(D)が時刻(T)と対応付けられて順次動作用メモリ4に記録される。そして、制御部1は、障害物距離(D)が限界距離(L)以上となったとき、動作用メモリ4に記録されている障害物距離のうち、最小値を抽出する(s18)。図2および図4の例では時刻(T5)のとき、障害物距離(D5)=25mとなり、限界距離(L)=20m以上となるため、障害物距離(D1〜D5)のうち、最小値を抽出する。図4の例では、時刻(T3)の障害物距離(D3)が最小値となるため、障害物距離(D3)が抽出される。
【0023】
その後、制御部1は、抽出した障害物距離の最小値が限界距離(L)より小さいか否かを判定する(s19)。最小値が限界距離(L)より小さい場合、距離の最小値およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する(s20)。図4の例では、障害物距離(D3)が10mであり、限界距離である20mより小さいため、時刻(T3)における障害物距離(D3)=10mの情報、および自車位置(125,500)を示す情報が情報センタに送信される。情報センタでは、地図データに障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部1は、地図データベース7に障害物距離(D3)=10m、自車位置(125,500)を登録する(s21)。その後、制御部1は、動作用メモリ4の情報を消去し、動作を終える(s22)。
【0024】
以上のようにして、障害物距離検出装置は、各危険箇所がどの程度危険であるかを示す情報(障害物距離の最小値)をデータベース化することができる。
【0025】
次に、障害物距離検出装置の動作の他の例(変形例1)について説明する。図5は、変形例1に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。変形例1においては、自車の車速や障害物距離に基づいて安全度を算出し、安全度が最も小さいときの障害物距離を、障害物距離の最小値に替えて出力する。
【0026】
図5において、まず、レーザレーダセンサ2は、障害物が存在するか否かを判定する(s31)。レーザレーダセンサ2は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する(s32)。制御部1は、車速センサ3から自車の車速を取得し(s33)、障害物との相対速度を算出する(s34)。障害物との相対速度は、障害物の相対的な位置変化(前回測定時の障害物距離と今回測定時の障害物距離の差)に基づいて算出される。
【0027】
制御部1は、相対速度と障害物距離とに基づいて安全度を算出する(s35)。安全度は、例えば以下のようにして求められる。すなわち、
(1)安全度=障害物距離/(相対速度×(−1))
ただし、この場合、相対速度は、自車の進行方向を負とする。また、以下のようにして求めてもよい。
(2)安全度=相対速度+(正の係数×障害物距離)/自車の車速
なお、この場合、相対速度は、自車の進行方向を正とする。
その後、制御部1は、レーザレーダセンサ2が検出した障害物距離(D)、検出した時刻(T)、相対速度、および安全度を、それぞれ関連付けて動作用メモリ4に記録する(s36)。例えば、時刻(T1)では、相対速度が0km/hであるため、安全度が無限大と算出される。よって、障害物距離(D1)=100m、相対速度0km/h、および安全度無限大を示す情報が時刻(T1)と対応付けられて記憶される。
【0028】
そして、制御部1は、算出した安全度が基準値より小さいか否かを判断する(s37)。制御部1は、安全度が基準値より小さい場合、車両位置検出センサ6で自車位置を検出し(s38)、動作用メモリ4に追加記憶する(s39)。
【0029】
図6は、変形例1において動作用メモリ4に記録される内容を示す図である。この例では、安全度の基準値を3としている。時刻(T1)では、相対速度が0km/hであるため、安全度が無限大と算出される。このため、s37で基準値以上であると判断される。また、時刻(T1)における安全度は、動作用メモリ4から最小値として抽出され(s41)、基準値以上であると判断される(s42)。よって、時刻(T1)における障害物距離(D1)等の情報は、動作用メモリ4から消去される(s45)。時刻(T2)では、相対速度が30km/hであり、安全度が基準値より小さい2.67と算出される。よって、障害物距離(D2)=80m、相対速度30km/h、安全度2.67、および自車位置(120,500)が時刻(T2)と対応付けられて記憶される。
【0030】
同様に、障害物距離(D3)=60m、相対速度60km/h、安全度1.0、および自車位置(125,500)が時刻(T3)と対応付けられて記憶され、障害物距離(D4)=40m、相対速度30km/h、安全度1.3、および自車位置(128,500)が時刻(T4)と対応付けられて記憶される。時刻(T5)においては、相対速度が0km/hであるため、安全度が無限大と算出される。よって、障害物距離(D5)=20m、相対速度0km/h、および安全度無限大を示す情報が時刻(T5)と対応付けられて記憶される。
【0031】
制御部1は、自車位置を追加記憶した後、警報器8から警報を発し(s40)、レーザレーダセンサ2における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離(D)、検出時刻(T)、相対速度、安全度が関連付けられて順次動作用メモリ4に記録される。そして、制御部1は、安全度が基準値より大きくなったとき、動作用メモリ4に記録されている安全度のうち、最小の安全度を抽出する(s41)。図6の例では時刻(T5)のとき、安全度が基準値3よりも大きくなるため、時刻(T1)〜(T5)に関連づけられている安全度のうち、最小値を抽出する。図6の例では、時刻(T3)の安全度1.0が最小値となるため、障害物距離(D3)が抽出される。
【0032】
その後、制御部1は、抽出した安全度の最小値が基準値より小さいか否かを判定する(s42)。最小値が基準値より小さい場合、そのときの安全度、障害物距離の最小値、およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する(s43)。図6の例では、障害物距離が最小値となるのは時刻(T5)であるが、安全度が最小値となるのが時刻(T3)であるため、障害物距離(D3)=60mの情報、安全度=1.0、および自車位置(125,500)を示す情報が情報センタに送信される。情報センタでは、地図データに安全度、障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部1は、地図データベース7に障害物距離(D3)=60m、安全度1.0、自車位置(125,500)を登録する(s44)。その後、制御部1は、動作用メモリ4の情報を消去し、動作を終える(s45)。
【0033】
例えば、先行車との距離が小さい場合であっても、自車の車速や相対速度が小さい場合、比較的安全であると言える。変形例1では、安全度が最小値となる場合に、当該安全度の最小値と障害物距離が出力される構成であるため、障害物距離が小さい場合であっても比較的安全と判断される情報は出力されず、自車の車速や相対速度から「最も危険であった状態」が判断され、そのときの情報が出力される。よって、各危険箇所がどの程度危険であるかをより正確にデータベース化することができる。
【0034】
次に、障害物距離検出装置の動作のさらに他の例(変形例2)について説明する。図7は、変形例2に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。変形例2においては、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、運転手が危険であると感じて急操作を行ったと判断し、そのときの障害物距離を出力する。
【0035】
図7において、まず、レーザレーダセンサ2は、障害物が存在するか否かを判定する(s51)。レーザレーダセンサ2は、障害物が存在すると判定した場合、自車と障害物との距離を検出する(s52)。制御部1は、自車位置の状態として、操舵角センサ11からそのときの操舵角、ブレーキ踏み力センサ12からそのときのブレーキ踏み力を検出する(s53)。そして、制御部1は、レーザレーダセンサ2が検出した障害物距離(D)を時刻(T)と対応付けて動作用メモリ4に記録する(s54)。
【0036】
その後、制御部1は、障害物距離(D)が限界距離メモリ5に記録されている限界距離(L)より小さいか否かを判定する(s55)。限界距離(L)は例えば20mとする。制御部1は、障害物距離(D)が限界距離(L)より小さい場合、自車に急激な操作(急ブレーキ、急操舵)が加えられたか否かを判断する(s56)。例えばブレーキ踏み力の変化や操舵角の変化が所定値以上である場合急激な操舵が加えられたと判断する。
【0037】
制御部1は、自車に急激な操作が加えられたと判断した場合、急激操作フラグをオンとする(s57)。制御部1は、自車に急激な操作が加えられなかったと判断した場合、急激操作フラグをオフとする(s58)。その後、急激操作フラグがオンされているか否かを判断し(s59)、オンされていればフラグオンの回数を1つ計数する(s60)。その後、制御部1は、車両位置検出センサ6で自車位置を検出し(s61)、動作用メモリ4に追加記憶する(s62)。そして、フラグオンの計数が所定回数未満であるか否かを確認する(s63)。所定回数は例えば2回とする。
【0038】
図8は、変形例2における動作用メモリ4に記録される内容を示す図である。時刻(T1)では、障害物距離(D1)=30mが限界距離(L)=20m以上であるため、障害物距離(D1)が時刻(T1)と対応付けられて記憶される。時刻(T2)〜時刻(T6)においては、障害物距離(D2)=15m、(D3)=10m、(D4)=13m、(D5)=13m、(D6)=12mがそれぞれ限界距離(L)より小さいため、障害物距離(D2)〜(D6)に加えて、各時刻において検出した自車位置が時刻(T2)〜時刻(T6)に対応付けられて追加記憶される。
【0039】
制御部1は、自車位置を追加記憶した後、警報器8から警報を発し(s63)、レーザレーダセンサ2における障害物有無の判断から処理を繰り返す。このようにして、障害物距離(D)が時刻(T)と対応付けられて順次動作用メモリ4に記録される。そして、制御部1は、s62の処理においてフラグオンの計数が所定回数以上となった場合、動作用メモリ4に記録されている複数の障害物距離のうち、最小値を抽出する(s65)。そして、距離の最小値およびその時刻における自車位置を情報センタに送信する(s66)。図8の例では時刻(T4)のとき、フラグオンの計数が所定回数(2回)以上となるため、障害物距離(D1〜D4)のうち、最小値を抽出する。図8の例では、時刻(T3)の障害物距離(D3)が最小値となるため、障害物距離(D3)=10mが抽出される。よって、制御部1は、時刻(T3)における障害物距離(D3)=10mの情報、および自車位置(125,500)を示す情報を情報センタに送信する。情報センタでは、地図データに障害物距離が登録され、データベース化される。また、自装置でデータベース化を行う場合、制御部1は、地図データベース7に障害物距離(D3)=10m、自車位置(125,500)を登録する(s67)。その後、制御部1は、動作用メモリ4の情報、フラグ情報、計数を消去し、動作を終える(s68)。
【0040】
以上のように、本実施形態の変形例2では、自車の車両の状態が所定以上変化してその状態が続いた場合、運転手が危険であると感じて急操作を行ったとし、そのときの障害物距離を出力する。障害物距離が小さい場合に情報を出力すると、常に先行車に近づいて運転する運転手であれば、常に情報が出力されることとなるが、本実施形態の変形例2では、自車の車両の状態が所定以上変化してその状態が続いた場合、「最も危険であった状態」が判断され、そのときの情報が出力される。よって、変形例2は、常に先行車に近づいて運転を行う場合等に好適である。
【0041】
以上のようにして、本実施形態に係る障害物距離検出装置は、各危険箇所がどの程度危険であるかを、低負荷でありながら正確にデータベース化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】障害物距離検出装置の構成を示すブロック図である。
【図2】自車と先行車(障害物)との距離と時間の関係を示した図である。
【図3】障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図4】動作用メモリ4に記録される内容を示す図である。
【図5】変形例1に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図6】変形例1において動作用メモリ4に記録される内容を示す図である。
【図7】変形例2に係る障害物距離検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図8】変形例2において動作用メモリ4に記録される内容を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
道路上の障害物および前記障害物までの距離を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段が検出した障害物距離を、検出した障害物毎に順次記憶する障害物距離記憶手段と、
自車位置を検出する自車位置検出手段と、
前記障害物距離を順次記憶した後、前記障害物検出手段が検出した障害物距離のうち、予め定められたしきい値より小さい障害物距離の障害物が存在するか否かを判定する危険有無判定手段と、
前記危険有無判定手段が予め定められたしきい値より小さい障害物距離が存在すると判定した場合、検出した障害物のうち、最も小さい障害物距離およびそのときの自車位置を出力する最小障害物距離出力手段と、
を備えた障害物距離検出装置。
【請求項2】
自車の車速を検出する車速検出手段を備え、
前記危険有無判定手段は、自車の車速に基づいて安全度を算出し、
前記最小障害物距離出力手段は、前記安全度が最も小さいときの障害物距離を、前記最も小さい障害物距離に替えて出力する請求項1に記載の障害物距離検出装置。
【請求項3】
自車の状態が所定以上変化したか否かを判定する自車状態変化判定手段を備え、
前記最小障害物距離出力手段は、自車の車両の状態が所定以上変化した場合、そのときの最も小さい障害物距離を出力する請求項1に記載の障害物距離検出装置。

【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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【図8】
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【公開番号】特開2010−86443(P2010−86443A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−257066(P2008−257066)
【出願日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【出願人】(000002945)オムロン株式会社 (3,542)
【Fターム(参考)】