JP2009098956A - 車両用運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者が近接して多数存在するような場合でも、適切にその危険度を判定して警報することができ、より安全性の高い車両用運転支援装置を提供する。
【解決手段】自車両Ａの前方の所定の領域１３内の歩行者Ｆを検出する。その歩行者Ｆの歩行者状態や自車両Ａの走行状態を検出し、これらに基づいて危険度別に危険ゾーン１２を設定する。歩行者Ｆが危険ゾーン１２のいずれに存在するかによってその危険度を判定し警報を行う。危険ゾーン１２は歩行者状態の変化に応じて自動的に変更される。警報は、危険ゾーン１２別の表示と鳥瞰図状の表示とが、自車両の速度や運転者の状態に応じて自動的に切り替わる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、安全運転を支援するための車両用運転支援装置に関する。

本発明に関し、例えば、走行している自車両前方の走行路に進入してくる歩行者を検出して報知する車両用運転支援装置が提案されている（特許文献１）。

そこでは、ステレオカメラで最も近くの歩行者らしい立体物を検出し、その立体物の移動状態などから走行路に進入するおそれのある歩行者であるか否かを判定して、歩行者と判定されればＬＥＤの点灯や音声などの警告が行われる。
特開２００５−２２８１２７号公報

しかし、対象となる歩行者がまばらに存在しているような場合であれば、このように近づく一人一人の歩行者を対象に繰り返し処理を行っても支障はないが、歩行者が近接して複数いるような場合には、適切な運転支援は難しい。

例えば、少し遠方の歩行者の方が先に進行路に進入するような場合には警報が間に合わないおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、例えば対象となる歩行者が近接して多数存在するような場合でも、適切にその危険度を判定して警報することができ、より安全性の高い車両用運転支援装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、歩行者が存在する領域を危険度別に区画して、その区画した領域に応じて警報を行うようにした。

具体的には、自車両前方の所定の領域内の歩行者を検出する歩行者検出手段と、少なくとも上記歩行者の位置及び移動方向を含む歩行者状態を検出する歩行者状態検出手段と、自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、上記歩行者状態と上記走行状態とに基づいて自車両の前方に、危険度別に複数の危険領域を設定する危険領域設定手段と、上記歩行者が上記危険領域のいずれに存在するかによってその危険度を判定する危険度判定手段と、上記危険度判定手段による判定結果に基づいて警報を行う警報手段と、を備えている構成とする。

この構成によれば、まず、自車両前方の所定の領域内に存在する歩行者を検出する。もちろん、歩行者は複数であってもよい。そして、これら歩行者の位置や移動方向等の歩行者状態を検出するとともに、自車両の走行状態を検出する。次に、これら検出した状態に基づいて自車両前方に、危険度別に複数の危険領域を設定する。そうして、歩行者がこれら危険領域のいずれに存在するかを判定し、その判定結果に基づいて警報を行う。

つまり、近づく歩行者一人一人の危険度を判定して警報を行うのではなく、所定の領域内の歩行者全員を一括して対象とし、その位置や移動方向等の状態に基づいて危険領域（危険ゾーン）を設定し、各歩行者がどの危険ゾーンに存在するかによって警報を行うのである。

そうすることで、まず、所定の領域内であれば複数の歩行者が存在していても、これら全ての歩行者を対象に危険度が判定されて警報が行われるため、運転者は危険な歩行者の存在を漏れなく知ることができ、安全性が高い。そして、個々の歩行者別に判定して警報するのではなく、危険ゾーン別に判定して警報すればよいため、情報処理負担も比較的少なく短時間で処理でき、特に歩行者が多数存在する場合に効果的である。

また、上記危険領域は、上記歩行者状態の変化に応じて自動的に変更されるようにするとよい。そうすれば、時々刻々と変化する危険度をより適切に判定することができ、信頼性が向上する。

上記警報手段は、例えば、危険領域別に異なった標識を表示する領域別表示警報手段や、上記危険領域と上記歩行者とを上記所定の領域に重畳して表示する全体表示警報手段とを含むようにするとよい。前者であれば、危険度に応じた標識が表示されるので、運転者に確実かつ直接的に危険を知らせることができる。一方、後者であれば、運転者に全般的な危険度を一目で知らせることができる。

特に、上記全体表示警報手段は、危険度の高い方から順に所定人数の範囲内で歩行者を表示するようにすれば、優先度の高いものが限定数表示されるので、表示が見辛くなることがなく運転者に不快感や不安感を与えることがない。

また、上記警報手段は、自車両の速度に応じて、上記領域別表示警報手段による表示と上記全体表示警報手段による表示とが自動的に切り替わるようにすることや、運転者状態推測手段によって推測される運転者の状態に応じて、上記領域別表示警報手段による表示と上記全体表示警報手段による表示とが自動的に切り替わるようにすることもできる。例えば、上記運転者状態推測手段は、運転者の姿勢を判定する姿勢判定手段を含み、上記運転者の姿勢に応じて、上記領域別表示警報手段と上記全体表示警報手段とが自動的に切り替わるようにすればよい。そうすれば、よりいっそう適切に警報することができ、安全性を高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、歩行者が近接して複数いても適切にその危険度を判定して警報することができ、より安全性の高い車両用運転支援装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１に、本発明の車両用運転支援装置を適用した自動車Ａ（車両、以下、自車両Ａともいう）の構成例を示す。本実施形態における車両用運転支援装置は、図に示すように、歩行者検出用カメラ１や車速センサ２、ＧＰＳ３、ナビゲーションシステム４、ヘッドアップディスプレイ５、警報ブザー６、室内カメラ７、コントロールユニット８などを備えている。

歩行者検出用カメラ１としては、例えば一対のカメラで構成されたステレオカメラが利用でき、自車両前方のこれから進行する車道等の走行路９とこれに隣接する歩道１０等を撮影してその画像情報をコントロールユニット８に出力する。

車速センサ２は、トランスミッション出力軸の回転数などから自動車Ａの車速を計測してコントロールユニット８に出力する。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）３は、公知の全地球測位システムであり、自動車Ａの現在位置を特定する位置情報を取得する。そして、ナビゲーションシステム４は、地図情報を記憶したデータベースを有し、ＧＰＳ３との協働により、自動車Ａの現在位置周辺の地図情報を取得して、その情報をコントロールユニット８に出力する。

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）５及び警報ブザー６は、コントロールユニット８から入力される情報に基づいてそれぞれ運転者に対して警報を行う警報装置であり、ＨＵＤ５は画像を運転席前方のフロントガラスに投影し、警報ブザー６は警告音を発する。

室内カメラ７は、運転者の運転時における姿勢を検出するために設置されていて、運転席に着座した運転者を撮影してその画像情報をコントロールユニット８に出力する。

コントロールユニット８は、ＣＰＵやメモリ等の電子部材で構成された車両用運転支援装置の主体をなす装置であり、本実施形態では自動車Ａを制御する公知のＥＣＵ（電子制御ユニット）１１と一体に構成されている。尚、詳細は後述するが、このＥＣＵ１１は運転者の状態を推測するためにも利用される。

図２は、そのコントロールユニット８のシステム構成を示したものである。コントロールユニット８には、歩行者検出処理部８１や前方道路形状抽出部８２、危険ゾーン設定処理部８３、歩行者危険度判定処理部８４、警報処理部８５などの各種プログラムが実装されている。

そして、コントロールユニット８は、歩行者検出用カメラ１や車速センサ２、ＧＰＳ３、ナビゲーションシステム４と協働し、これら各プログラムの処理を通じて、歩行者Ｆの位置や移動方向、移動速度などの歩行者Ｆの状態（歩行者状態）や自車両Ａの車速や位置、周辺地図などの走行状態（走行状態）に関する情報を取得する。

歩行者検出処理部８１は、歩行者検出用カメラ１から入力される画像情報に基づいて自車両前方の歩道１０上に存在する歩行者Ｆを検出し、その位置や移動方向などの歩行者状態を検出する。

詳しくは、歩行者検出処理部８１は、例えば歩行者Ｆの形状などの情報で構成される多数のマッチング用データが記憶されたデータベース８１ａを備えており、そのマッチング用データと画像情報とを照合することにより歩行者Ｆを検出する。

前方道路形状抽出部８２は、ＧＰＳ３から入力される自車両Ａの位置やナビゲーションシステム４の地図情報に基づいて自車両前方の走行路９や歩道１０周辺の地図情報を抽出する。

危険ゾーン設定処理部８３は、詳細は後述するが、歩行者状態や走行状態に基づいて歩道１０を区画し、危険度別に危険ゾーン（危険領域）１２を設定する。

歩行者危険度判定処理部８４は、歩行者Ｆが各危険ゾーン１２のいずれに存在するかによってその危険度を判定する。

警報処理部８５は、車速センサ２や室内カメラ７、ＥＣＵ１１からの各種情報に基づいて警報内容を切り替えながら、歩行者危険度判定処理部８４によって判定された危険度に応じてＨＵＤ５や警報ブザー６に警報を行わせる。

尚、上記構成のうち、主として、歩行者検出用カメラ１、歩行者検出処理部８１は歩行者検出手段を構成し、車速センサ２、ＧＰＳ３、ナビゲーションシステム４、前方道路形状抽出部８２は走行状態検出手段を構成し、危険ゾーン設定処理部８３は歩行者状態検出手段及び危険領域設定手段を構成し、歩行者危険度判定処理部８４は危険度判定手段を構成し、車速センサ２、室内カメラ７、ＥＣＵ１１、警報処理部８５は警報手段を構成している。

次に、かかる構成の車両用運転支援装置の動作について具体的に説明する。

図３は、車両用運転支援装置における処理全体の流れを示すフローチャートである。自動車Ａに運転者が乗り込んで運転を開始し本装置が作動すると、歩行者検出用カメラ１や車速センサ２、ＧＰＳ３などの上記各入力装置からコントロールユニット８へ所定の情報が連続的に入力されるようになる（ステップＳ１０）。

そうなると、コントロールユニット８では、歩行者検出処理部８１によって歩行者Ｆを検出する処理が実行される（ステップＳ２０）。

具体的には、歩行者検出処理部８１は、例えば図４に示すように、車両前方の歩道１０の所定の領域１３内に歩行者Ｆが存在するか否かの判定を実行する（ステップＳ３０）。尚、ここでいう所定の領域１３とは、自車両前方の走行路９との境界線（道路境界線）Ｌに隣接する歩道１０等における所定の領域（隣接領域）である。この所定の領域１３は車速や道路形状等に応じて大小に変化させてもよいし、固定的に設定してもよい。

そして、所定の領域１３内に歩行者Ｆが存在すると判定された場合には、危険ゾーン設定処理部８３が危険ゾーン１２を設定する処理を実行する（ステップＳ４０）。

図５に、その危険ゾーン設定処理のフローチャートを示す。そこでは、まず、歩行者Ｆの移動方向を検出する処理が実行される（ステップＳ４１）。

具体的には、例えば自動車Ａを基準に設定される座標上において、検出された歩行者Ｆの位置を特定するとともに、車速センサ２から得られる車速を踏まえて歩行者Ｆの移動方向や移動速度が検出される。例えば図４のように、所定の領域１３内に５人の歩行者Ｆが存在する場合には、走行路９に平行なＸ軸及び垂直なＹ軸で設定される座標上で５人それぞれの位置や移動方向、移動速度が特定される。

続いて、走行路９に向かって移動している歩行者Ｆ（以下、移動歩行者Ｆという）がいるか否かが判定される（ステップＳ４２）。静止している歩行者Ｆや走行路９に沿って移動している歩行者Ｆよりも移動歩行者Ｆの方が走行路に進入する可能性が高く危険度が大きいからである。

尚、ここで走行路９に向かって移動しているとは、座標上、走行路９側に向かう成分（例えば図４におけるＹ軸のマイナス成分）がある移動を意味し、走行路９側に向かって斜め方向に移動するような場合も含む。また、上記判定は、移動歩行者Ｆの走行路９側への移動速度が所定値以上である場合に限定してもよい。

そして、本実施形態では、移動歩行者Ｆが少なくとも一人いると判定された場合には危険ゾーン１２のパターン選択が行われる（ステップＳ４３、Ｓ４４）。本実施形態では移動歩行者Ｆがいる場合には、相対的に警報の強度が大きいパターンＡが選択され、そうでない場合には、相対的に警報の強度が小さいパターンＢが選択される。

危険ゾーン１２のパターンが選択されると、例えば直線であるかカーブであるかなど、前方道路形状抽出部８２によって車両前方の道路形状を表す地図情報が抽出され（ステップＳ４５）、危険ゾーン設定処理部８３でその道路形状に即して選択された危険ゾーン１２のパターンが変形される（ステップＳ４６）。

図６は直線の道路形状に即して選択された危険ゾーン１２の具体例を示しており、（ａ）は相対的に危険度の大きいパターンＡであり、（ｂ）は相対的に危険度が小さいパターンＢである。いずれのパターンも、ポイントＰ（図中、白丸印で示す）の設定によって歩道１０上の所定の領域内１３に危険度別に複数の危険ゾーン１２が区画されていて、危険度が大きいものから順に警報ゾーン１２ａと、情報提供（強）ゾーン１２ｂと、情報提供（弱）ゾーン１２ｃと、その他ゾーン１２ｄとが設定されている。

各危険ゾーン１２ａ，・・・は、危険度が大きいほど自車両Ａ及び道路境界線Ｌに近づくように設定されていて、移動歩行者Ｆの走行路９側への移動速度と車速とから各ポイントＰの設定位置が算出され（ステップＳ４７）、各領域１２ａ，・・・はその移動速度が大きいほど道路境界線Ｌから歩道１０側に向かって大きく設定され、車速が大きいほど自車両Ａからその前方側に向かって大きく設定されるようになっている（ステップＳ４８）。このように、歩行者Ｆの位置や移動方向、移動速度、車速に基づいて総合的に危険ゾーン１２を設定することで、信頼性に優れた適正な運転支援が可能になるとともに、複数の歩行者Ｆに対する処理負担の軽減が可能になっている。

危険ゾーン１２が設定されると、続いて歩行者危険度判定処理部８４によって歩行者Ｆの危険度が判定される（ステップＳ５０）。

図７に、その歩行者危険度判定処理のフローチャートを示す。そこでは、まず、各歩行者Ｆの座標上における位置が検出され（ステップＳ５１）、その位置と各危険ゾーン１２を規定している各ポイントＰの設定位置との比較が行われる（ステップＳ５２）。

そうして、各歩行者Ｆがいずれの危険ゾーン１２に存在するかが特定され、その危険度が判定される（ステップＳ５３）。例えば図８を例に説明すると、警報ゾーン１２ａに存在する一人の歩行者Ｆは危険度が大と判定され、情報提供（強）ゾーン１２ｂに存在する３人の歩行者Ｆは危険度が中と判定され、情報提供（弱）ゾーン１２ｃに存在する一人の歩行者Ｆは危険度が小と判定される。

歩行者Ｆの危険度が判定されると、続いて警報処理部８５によって運転者への警報が行われる（ステップＳ６０）。

図９に、その警報処理のフローチャートを示す。そこでは、まず、警報の必要がある危険ゾーン１２、つまり、その他ゾーン１２ｄ以外に歩行者Ｆが存在するか否かが調べられる（ステップＳ６１）。そして、その他ゾーン１２ｄ以外に歩行者Ｆが存在する場合に、自車両Ａの車速が所定値を超えているか否かが判定される（ステップＳ６２）。車速の所定値は、例えば、運転者がＨＵＤ５に多少注意を払っても安全運転に支障のない程度の比較的低速な速度とするのが好ましい。

そして、車速が所定値を超えていない場合には、図１０の（ａ）に示すように、ＨＵＤ５に鳥瞰図のような自車両前方の所定の領域の全体画像を表示すること（全体表示）により警報を行う（ステップＳ６３）。

具体的には、先に示した図８のように、自車両前方の所定の領域１３が含まれる走行路９と歩道１０の形状を示す地図画像に、設定された危険ゾーン１２を示す画像と、検出された歩行者Ｆを示す画像とを重畳して表示するのである。こうすることで、運転者は自車両前方の歩行者Ｆの人数やその位置、危険状態を一目で知ることができ、全体的な危険性の判断をより適正に行うことができる。

このとき、検出された歩行者Ｆが多数であって、全ての歩行者Ｆを表示すると見辛くなるような場合には、危険度の高いゾーンに存在する歩行者Ｆ、あるいは、危険度の高い歩行者Ｆから順に所定の人数の範囲内で表示すればよい。そうすれば、運転者に不快感を与えることもなく、的確に表示が把握できて安心である。

一方、車速が所定値を超えている場合には、運転者に対して瞬時かつ的確に伝えるため、図１０の（ｂ）に示すように、歩行者Ｆが存在する危険ゾーン１２別にＨＵＤ５に異なった標識を表示すること（領域別表示）により警報が行われる。

具体的には、図１１に示すように、警報ゾーン１２ａに歩行者Ｆがいた場合には、運転者に非常に強く注意を喚起する同図の（ａ）の警報表示が表示され（ステップＳ６４，Ｓ６５）、情報提供（強）ゾーン１２ｂに歩行者Ｆがいた場合には、運転者に強く注意を喚起する同図の（ｂ）の警報表示が表示され（ステップＳ６６，Ｓ６７）、情報提供（弱）ゾーン１２ｃに歩行者Ｆがいた場合には、運転者に弱く注意を喚起する同図の（ｃ）の警報表示が表示される（ステップＳ６８）。尚、これら表示が重複した場合には、危険度の高い方から順に優先的に表示すればよい。また、これら表示と合わせて、警報ブザー６により各表示別に注意喚起度の異なった警告音も発せられる。

このように、車速の違いに応じて自動的に警報内容が切り替わるので、運転者の安全運転を適切に支援することができる。

（別実施形態）
図１２は、上記実施形態のうち、警報処理部８５が処理する警報処理の一部を変更した別の実施形態を示している。本実施形態では、車速の違いではなく（図９のステップＳ６２参照）、運転者の状態に応じて警報内容が切り替わるように構成されている（ステップＳ１００）。尚、その他の構成は上記実施形態と同様であるため、同じ構成には同一の符号を用いて説明は省略し、以下異なる点について説明する。

ここで運転者の状態とは、例えば、運転者が疲れている場合や急いでいる場合など、運転者の注意力が低下しているような場合であり、一例として、運転者がドアを開けてからエンジンを始動させるまでの時間（始動時間）で判定することができる。

具体的には、ＥＣＵ１１においてその始動時間を計測し、警報処理部８５に入力させる。そして、警報処理部８５は、その始動時間と予め設定される所定の基準始動時間と比較して、基準始動時間を超える場合には運転者は急いでいないと判定し、基準始動時間以下の場合には運転者は急いでいると判定すればよい（ステップＳ１００）。

この運転者の状態はまた、運転者の姿勢によっても推測することができる。

すなわち、室内カメラ７で運転中の運転者を撮影してその画像を警報処理部８５に入力させる。そして、警報処理部８５は、その画像に基づいて前傾姿勢か否かを判定し、前傾姿勢でなく正規な着座姿勢の場合には運転者は急いでいないと判定し、前傾姿勢の場合には運転者は急いでいると判定すればよい（ステップＳ１００）。

そうして、運転者が急いでいないと判定された場合には、全体表示により警報を行い（ステップＳ６３）、急いでいると判定された場合には、領域別表示により警報を行う（ステップＳ６４〜Ｓ６８）。このように、運転者の状態に応じて自動的に警報内容が切り替わるようにすることでも、運転者の安全運転を適切に支援することができる。

以上説明したように、本発明の車両用運転支援装置によれば、歩行者Ｆが近接して複数いるか否かにかかわらず、適切にその危険度を判定して状況に応じた警報が行われるため、信頼性が高く、運転者は安心して運転することができる。

尚、本発明は、前記の実施の形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。すなわち、走行路９は車道に限られないし、所定の領域１３も歩道１０上であるとは限られない。危険ゾーンのパターンはＡ、Ｂの２種に限らず、３種以上であってもよい。警報表示は運転者が手動で切り替えられるようにしてもよい。警報内容の切替は、車速と運転者の状態それぞれ単独で構成してもよいし、これらを組み合わせて構成してもよい。

本発明の車両用運転支援装置を搭載した車両の概略図である。 本発明の車両用運転支援装置の構成を示すブロック図である。 処理の全体の流れを示すフローチャートである。 歩行者検出処理を説明するための図である。 危険ゾーン設定処理の流れを示すフローチャートである。 危険ゾーンを説明するための図であり、（ａ）はそのパターンＡを、（ｂ）はそのパターンＢを示している。 歩行者危険度判定処理の流れを示すフローチャートである。 全体表示の一例を示す図である。 警報処理の流れを示すフローチャートである。 ＨＵＤによる警報の概念図であり、（ａ）は全体表示の場合、（ｂ）は領域別表示の場合を示している。 領域別表示の概念図である。（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の領域別表示を示している。 別実施形態における警報処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

Ａ 自動車（自車両）
Ｆ 歩行者
１ 歩行者検出用カメラ
２ 車速センサ
３ ＧＰＳ
４ ナビゲーションシステム
５ ヘッドアップディスプレイ
６ 警報ブザー
７ 室内カメラ
８ コントロールユニット
９ 走行路
１０ 歩道
１１ ＥＣＵ
１２ 危険ゾーン
１３ 所定の領域
８１ 歩行者検出処理部
８２ 前方道路形状抽出部
８３ 危険ゾーン設定処理部
８４ 歩行者危険度判定処理部
８５ 警報処理部

Claims (8)

1. 自車両前方の所定の領域内の歩行者を検出する歩行者検出手段と、
   少なくとも上記歩行者の位置及び移動方向を含む歩行者状態を検出する歩行者状態検出手段と、
   自車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   上記歩行者状態と上記走行状態とに基づいて自車両の前方に、危険度別に複数の危険領域を設定する危険領域設定手段と、
   上記歩行者が上記危険領域のいずれに存在するかによってその危険度を判定する危険度判定手段と、
   上記危険度判定手段による判定結果に基づいて警報を行う警報手段と、
   を備えていることを特徴とする車両用運転支援装置。
2. 請求項１に記載の車両用運転支援装置において、
   上記危険領域が、上記歩行者状態の変化に応じて自動的に変更されることを特徴とする車両用運転支援装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両用運転支援装置において、
   上記警報手段が、危険領域別に異なった標識を表示する領域別表示警報手段を含むことを特徴とする車両用運転支援装置。
4. 請求項３に記載の車両用運転支援装置において、
   上記警報手段が、上記危険領域と、上記歩行者と、を上記所定の領域に重畳して表示する全体表示警報手段を含むことを特徴とする車両用運転支援装置。
5. 請求項４に記載の車両用運転支援装置において、
   上記全体表示警報手段が、危険度の高い方から順に所定人数の範囲内で歩行者を表示することを特徴とする車両用運転支援装置。
6. 請求項４又は請求項５に記載の車両用運転支援装置において、
   自車両の速度に応じて、上記領域別表示警報手段による表示と上記全体表示警報手段による表示とが自動的に切り替わることを特徴とする車両用運転支援装置。
7. 請求項４〜請求項６のいずれか１つに記載の車両用運転支援装置において、
   上記警報手段は、運転者の状態を推測する運転者状態推測手段、を有し、
   上記運転者の状態に応じて、上記領域別表示警報手段による表示と上記全体表示警報手段による表示とが自動的に切り替わることを特徴とする車両用運転支援装置。
8. 請求項７に記載の車両用運転支援装置において、
   上記運転者状態推測手段は、運転者の姿勢を判定する姿勢判定手段、を含み、
   上記運転者の姿勢に応じて、上記領域別表示警報手段と上記全体表示警報手段とが自動的に切り替わることを特徴とする車両用運転支援装置。

Images