JP6644985B2

JP6644985B2 - 開閉システム

Info

Publication number: JP6644985B2
Application number: JP2016139624A
Authority: JP
Inventors: 幹雄一瀬
Original assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Current assignee: Mitsui Kinzoku ACT Corp
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2020-02-12
Anticipated expiration: 2036-07-14
Also published as: JP2018009386A; US10655379B2; US20180016835A1

Description

本発明は、車両のドア等の開閉体を自動開閉する開閉システムに関する。

ドア等の開閉体をモータ等によって駆動して自動的に開閉する車両が知られている。しかし、開閉体の軌道上に障害物が存在する場合に、開閉体が障害物に接触する虞があり、閉扉の際には開閉体が障害物を挟み込む虞がある。そこで、障害物を検出し、開閉体と障害物との接触等を回避する装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１に記載された挟み込み検出装置は、ドアを駆動するモータに流れる電流を監視し、電流の増加量に基づいて障害物の挟み込みを検出する。また、特許文献２に記載された障害物検知装置は、開閉体の周囲に形成される静電容量の変化に基づいて障害物を検出し、障害物を検出した場合には開閉体の駆動を停止する。

特開２０１５−３１１０８号公報特開２０１４−１９４１２３合公報

特許文献１に記載された挟み込み検出装置では、モータに流れる電流の増加量に基づいて障害物の挟み込みが検出されているが、障害物が開閉体に接触し、接触した障害物によって開閉体の開閉が妨げられることによってモータに流れる電流は増加する。このため、開閉体と障害物との接触を未然に回避することができない。

特許文献２に記載された障害物検知装置では、開閉体の周囲に形成される静電容量の変化に基づいて障害物が検出されており、静電容量は開閉体と障害物との間の距離に関連することから、開閉体と接触するより前に障害物を検出でき、開閉体と障害物との接触を未然に回避することが可能である。しかし、静電容量は、検出対象である障害物の周囲の物体の影響を受けやく、障害物の検出精度の低下が懸念される。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、検出対象である障害物の周囲の物体の影響を受けずに開閉体と接触する前に障害物を検出し、開閉体と障害物との接触を未然に回避することができる開閉システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の開閉システムは、車両の開口部に設けられる開閉体を開閉駆動する駆動部と、前記車両の車速がゼロである場合に、前記駆動部を制御して前記開閉体の開閉を開始する開閉制御部と、前記開閉体の車外側で且つ前記開閉体のヒンジの近傍に設置され、開扉軌道及び前記開閉体の車外側の表面を撮像する第１カメラと、前記開閉体の車内側で且つ前記開閉体のヒンジの近傍に設置され、閉扉軌道及び前記開閉体の車内側の表面並びに車内の一部を撮像する第２カメラと、を有する撮像部と、前記第１カメラによって撮像される画像に基づき、当該画像に含まれる物体と前記開閉体との距離を前記第１カメラを基点に算出することにより、前記開扉軌道上で前記開閉体に近接する障害物を検出し、前記第２カメラによって撮像される画像に基づき、当該画像に含まれる物体と前記開閉体との距離を前記第２カメラを基点に算出することにより、前記閉扉軌道上で前記開閉体に近接する障害物を検出する検出部と、を備え、前記開閉制御部は、前記検出部によって前記障害物が検出された場合に、前記障害物と接触する前に前記開閉体を停止させる。

本発明によれば、検出対象である障害物の周囲の物体の影響を受けずに開閉体と接触する前に障害物を検出し、開閉体と障害物との接触を未然に回避することができる開閉システムを提供することができる。

本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの一例の機能ブロック図である。図１の開閉システムが搭載された車両の一例の模式図である。図２の車両における開閉システムの開扉処理の一例を示す模式図である。図１の開閉システムの開扉処理のフローチャートである。図２の車両における開閉システムの閉扉処理の一例を示す模式図である。図１の開閉システムの閉扉処理のフローチャートである。図１の開閉システムが搭載された車両の他の例の模式図である。図７の車両における開閉システムの開扉処理の一例を示す模式図である。本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの他の例の機能ブロック図である。図９の開閉システムの開扉処理のフローチャートである。

図１は、本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの一例の機能ブロックを示し、図２は、図１の開閉システムが搭載された車両の一例を示す。

開閉システム１０は、いわゆるセダンタイプの自動車１Ａに搭載されており、自動車１Ａの開閉体としてのドア２Ａを自動的に開閉する。なお、開閉システム１０の自動開閉の対象となるドアには、運転席ドア及び助手席ドア、並びに後席ドアが含まれるが、本例では助手席ドアを例にして開閉システム１０の構成を説明する。また、本例では、ドア２Ａは、ヒンジ３を介して車両のドア枠（開口部）に回動可能に支持された、いわゆるスイングドアである。

開閉システム１０は、ドア２Ａを開閉駆動するモータ等の駆動部１１と、ドア２Ａの周囲を撮像する撮像部１２と、制御装置１３とを備える。

撮像部１２は、一つ又は複数のカメラを含んで構成され、図２に示す例では、ヒンジ３の近傍でドア２Ａの車外側に設置されたカメラ２０と、同じくヒンジ３の近傍でドア２Ａの車内側に設置されたカメラ２１とで構成されている。カメラ２０の視野２０ａにはドア２Ａの開扉軌道が収められており、カメラ２１の視野２１ａにはドア２Ａの閉扉軌道が収められている。なお、カメラの数及び設置箇所は、開扉軌道及び閉扉軌道を含むドア２Ａの周囲を撮像可能である限りにおいて特に限定されない。

制御装置１３は、一つ又は複数のプロセッサを主体とし、プロセッサが実行する制御プログラムやプロセッサの処理結果を保持するＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体を含んで構成されている。そして、制御プログラムに従って動作する制御装置１３は、駆動部１１を制御してドア２Ａを開閉する開閉制御部１４、及びドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出する検出部１５として機能する。

開閉制御部１４は、スイッチ等によって構成される操作部１６に入力される操作に応じて駆動部１１を制御し、ドア２Ａを開閉する。そして、開閉制御部１４は、検出部１５によってドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物が検出された場合に、障害物と接触する前にドア２Ａを停止させる。検出部１５は、撮像部１２によって撮像されたドア２Ａの周囲画像に基づき、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出する。

また、制御装置１３は、自動車１Ａの車速を検出する車速センサ１７、及びドア２Ａの開度を検出する開度センサ１８と電気的に接続されており、制御装置１３には、車速センサ１７から車速信号が、開度センサ１８から開度信号がそれぞれ入力される。

図３及び図４は、ドア２Ａが開扉される場合の開閉システム１０の処理を示す。

図３に示す例では、ドア２Ａの開扉軌道Ｔ１上に障害物Ｏが存在している。障害物Ｏを含むドア２Ａの周囲が撮像部１２の車外側のカメラ２０によって撮像される。障害物Ｏとしては、自動車１Ａに乗り込もうとする乗降者、隣に駐停車している他車、道路の縁石、等を例示することができるが、これらに限定されない。

制御装置１３は、ドア２Ａの開扉操作が操作部１６に入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。開扉操作が入力されたと判定した場合に、制御装置１３は、続いて車速センサ１７から入力される車速信号に基づいて自動車１Ａが停止している（車速＝０）か否かを判定する（ステップＳ２）。

ステップＳ２において車速＝０と判定した場合に、制御装置１３はドア２Ａの開扉を開始する（ステップＳ３）。制御装置１３は、ドア２Ａを開扉不能にロックするラッチ装置を制御可能に構成されており、ドア２Ａの開扉を開始する際には、ラッチ装置に対してアンロック制御信号を出力し、ドア２Ａのロックを解除する。

ドア２Ａの開扉を開始した後、制御装置１３は、撮像部１２に対して撮像制御信号を出力し、撮像部１２にドア２Ａの周囲を撮像させる（ステップＳ４）。そして、制御装置１３の検出部１５は、撮像部１２によって撮像されたドア２Ａの周囲の画像に基づき、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出する（ステップＳ５）。

障害物の検出方法の一例として、エッジ検出等の画像解析によって画像から物体が抽出され、カメラを基点とする物体の方位及び距離が算出される。算出された物体の方位及び距離を用い、カメラとドア２Ａとの位置関係から、物体がドア２Ａの軌道上に位置しているか否かが判定され、ドア２Ａの軌道上に位置する物体についてドア２Ａとの距離が算出される。ドア２Ａの軌道上に位置し且つドア２Ａとの距離が所定の閾値未満となる物体が存在する場合に、この物体がドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物として検出される。

カメラを基点とする物体の距離は、例えばステレオカメラを用いて撮像される物体の視差画像から三角測量の原理で算出することができる。また、カメラがドア２Ａに設置されておりドア２Ａの開閉に応じて移動される場合には単眼カメラを用いることもでき、微小な時間間隔で撮像される連続画像上での物体の動きと単眼カメラの変位量に基づいて物体の距離を算出することができる。また、距離に対する閾値は、駆動部１１によって開閉駆動されるドア２Ａの速度及び駆動部１１の制動力などを考慮し、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物が検出された場合に障害物と接触する前にドア２Ａを停止させることができる範囲で適宜設定することができる。

検出部１５によって障害物が検出されない場合に（ステップＳ６−Ｎｏ）、制御装置１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に開扉制御信号を出力し、ドア２Ａの開度を所定角度増加させ、ドア２Ａを開扉させる（ステップＳ７）。

続いて、制御装置１３は、開度センサ１８から入力される開度信号に基づき、ドア２Ａの開度が自動開扉における設定（最大）開度に達したか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８の判定処理において、ドア２Ａの開度が設定開度に達したと判定すると（ステップＳ８−Ｙｅｓ）、制御装置１３は開扉処理を終了する。一方、ドア２Ａの開度が設定開度に達していないと判定すると（ステップＳ８−Ｎｏ）、制御装置１３は、撮像部１２にドア２Ａの周囲を撮像させるステップＳ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ８の処理を繰り返し実行する。

一方、検出部１５によって障害物が検出された場合には（ステップＳ６−Ｙｅｓ）、制御装置１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に停止制御信号を出力し、ドア２Ａの開扉を停止させてドア２Ａの開度を保持し（ステップＳ９）、開扉処理を終了する。

以上の開扉処理により、ドア２Ａの開扉軌道上に障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア２Ａが停止されるので、ドア２Ａと障害物との接触、及び接触による両者の損傷が未然に回避される。また、障害物と接触しない範囲でドア２Ａが開扉されるので、乗員の利便性も高まる。

図５及び図６は、ドア２Ａが閉扉される場合の開閉システム１０の処理を示す。

図５に示す例では、ドア２Ａの閉扉軌道Ｔ２上に障害物Ｏが存在している。障害物Ｏを含むドア２Ａの周囲が撮像部１２の車内側のカメラ２１によって撮像される。障害物Ｏとしては、自動車１Ａに乗り込もうとする乗降者、バッグ等の乗降者の所持品、及び乗降者の衣服、等を例示することができるが、これらに限定されない。

制御装置１３は、ドア２Ａの閉扉操作が操作部１６に入力されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。閉扉操作が入力されたと判定した場合に、制御装置１３は、続いて車速センサ１７から入力される車速信号に基づいて自動車１Ａが停止している（車速＝０）か否かを判定する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２において車速＝０と判定した場合に、制御装置１３はドア２Ａの閉扉を開始する（ステップＳ１３）。

ドア２Ａの閉扉を開始した後、制御装置１３は、撮像部１２に対して撮像制御信号を出力し、撮像部１２にドア２Ａの周囲を撮像させる（ステップＳ１４）。そして、制御装置１３の検出部１５は、撮像部１２によって撮像されたドア２Ａの周囲の画像に基づき、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出する（ステップＳ１５）。

検出部１５によって障害物が検出されない場合に（ステップＳ１６−Ｎｏ）、制御装置１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に閉扉制御信号を出力し、ドア２Ａの開度を所定角度減少させ、ドア２Ａを閉扉させる（ステップＳ１７）。

続いて、制御装置１３は、開度センサ１８から入力される開度信号に基づき、ドア２Ａが全閉されたか否かを判定する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の判定処理において、ドア２Ａが全閉されたと判定すると（ステップＳ１８−Ｙｅｓ）、制御装置１３は閉扉処理を終了する。一方、ドア２Ａが全閉されていないと判定すると（ステップＳ１８−Ｎｏ）、制御装置１３は、撮像部１２にドア２Ａの周囲を撮像させるステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４からステップＳ１８の処理を繰り返し実行する。

一方、検出部１５によって障害物が検出された場合には（ステップＳ１６−Ｙｅｓ）、制御装置１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に停止制御信号を出力し、ドア２Ａの閉扉を停止させてドア２Ａの開度を保持し（ステップＳ１９）、閉扉処理を終了する。

以上の閉扉処理により、ドア２Ａの閉扉軌道上に障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア２Ａが停止されるので、ドア２Ａと障害物との接触、さらにはドア２Ａとドア枠との間での障害物の挟み込みが未然に回避され、接触又は挟み込みによる両者の損傷が未然に回避される。

以上、説明した開閉システム１０によれば、ドア２Ａの軌道上に存在する障害物は撮像されたドア２Ａの周囲の画像に基づいて検出されており、画像に基づく検出によれば、静電容量の変化に基づく検出に比べて、障害物の周囲の物体に起因する検出精度の低下を抑制することができる。これにより、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を精度よく検出し、障害物の誤検出に起因する開閉システム１０の誤動作を抑制して開閉システム１０の使い勝手を高めることができ、且つドア２Ａと障害物との接触を未然に回避することができる。

なお、図４に示した開扉処理では、ドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出した場合に、制御装置１３が、ドア２Ａを停止させ、ドア２Ａの開度を保持するものとして説明したが、停止後にドア２Ａを停止前の移動方向とは反対方向に移動させる、すなわちドア２Ａを閉扉させるようにしてもよい。これにより、ドア２Ａのオーバーシュートを抑制し、ドア２Ａと障害物との接触をより確実に回避することができる。閉扉させる場合のドア２Ａの開度の減少量は適宜設定することができる。

同様に、図６に示した閉扉処理においても、制御装置１３が、ドア２Ａの停止後に、ドア２Ａを停止前の移動方向とは反対方向に移動させる、すなわち開扉させるようにしてもよく、これにより、ドア２Ａのオーバーシュートを抑制し、ドア２Ａと障害物との接触及びドア２Ａとドア枠との間での障害物の挟み込みをより確実に回避することができる。開扉させる場合のドア２Ａの開度の増加量は適宜設定することができるが、ドア２Ａを全開させるようにしてもよい。

ここまで、スイングドアであるドア２Ａの開閉を例にして開閉システム１０を説明したが、開閉システム１０は、車両ボディに沿って開閉されるスライドドアの開閉にも適用可能である。

図７に示す例では、開閉システム１０は、いわゆるワンボックスタイプの自動車１Ｂに搭載されており、開閉システム１０によって自動的に開閉されるドア２Ｂは、後席のスライドドアである。撮像部１２は、ドア枠の一部を形成するルーフアウターパネルの縁部に設置されたカメラ２２によって構成されており、カメラ２２の視野２２ａには、ドア２Ｂの開扉軌道及び閉扉軌道がいずれも含まれている。開閉システム１０の他の構成は図１に示したものと同様であり、開閉システム１０の開扉処理及び閉扉処理は図４及び図６に示したものと同様である。なお、カメラの数及び設置箇所は、開扉軌道及び閉扉軌道を含むドア２Ｂの周囲を撮像可能である限りにおいて特に限定されず、例えばドア枠の一部を形成するルーフインナーパネルの縁部に設置されていてもよいし、ルーフアウターパネルの縁部及びルーフインナーパネルの縁部の両方に設置されていてもよい。

本例においても、開閉システム１０によってドア２Ｂが開扉される際に、ドア２Ｂの開扉軌道上でドア２Ｂに近接する障害物が存在する場合には、障害物と接触する前にドア２Ｂが停止されるので、ドア２Ｂと障害物との接触、及び接触による両者の損傷が未然に回避され、障害物と接触しない範囲でドア２Ｂが開扉されるので、乗員の利便性も高まる。

特に、スライドドアにおいては、図８に示すように、ドア２Ｂの開放された窓から乗員が手や頭部を出した状態にあるときにドア２Ｂが開扉された場合に、乗員がドア２Ｂの窓枠４とドア枠５との間に挟み込まれる可能性がある。この場合にも、窓から出た乗員の手や頭部がドア２Ｂの軌道上に存在する障害物として検出され、障害物と接触する前にドア２Ｂが停止される。

また、開閉システム１０によってドア２Ｂが閉扉される際に、ドア２Ｂの閉扉軌道上でドア２Ｂに近接する障害物が存在する場合にも、障害物と接触する前にドア２Ｂが停止されるので、ドア２Ｂと障害物との接触、さらにはドア２Ｂとドア枠との間での障害物の挟み込みが未然に回避され、接触又は挟み込みによる両者の損傷が未然に回避される。

図９は、本発明の実施形態を説明するための、開閉システムの他の例の機能ブロックを示す。なお、上述した開閉システム１０と共通する要素には共通の符号を付し、説明を簡略又は省略する。

図９に示す開閉システム１１０は、図２に示した自動車１Ａに搭載されているものとし、スイングドアであるドア２Ａを自動的に開閉するものとするが、図７に示した自動車１Ｂに搭載され、スライドドアであるドア２Ｂの開閉に適用されてもよい。

この開閉システム１１０は、ドア２Ａを開閉駆動するモータ等の駆動部１１と、ドア２Ａの周囲を撮像する撮像部１２と、制御装置１１３とを備える。制御装置１１３は、制御プログラムに従って動作することにより、駆動部１１を制御してドア２Ａを開閉する開閉制御部１４、及びドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物を検出する検出部１５として機能し、さらに、検出した障害物が人体であるか否かを識別する識別部１１９としても機能し、開閉制御部１４は、検出部１５による障害物の検出結果及び識別部１１９による障害物の識別結果に基づいてドアの開閉を制御するように構成されている。

識別部１１９による人体の識別は、例えば頭部や手などの人体の特定部位の識別も含むものであり、人体の識別には、例えばＨＯＧ（Histogram of Oriented Gradient）特徴量などの人体の形状特徴量を利用して画像から人体や人体の特定部位を識別する手法を用いることができる。

図１０は、ドア２Ａが開扉される場合の開閉システム１１０の処理を示す。

図１０に示す開閉システム１１０の開扉処理は、検出部１５によってドア２Ａの開扉軌道上でドア２Ａに近接する障害物が検出された場合の以後の処理において、図４に示した開閉システム１０の開扉処理と異なり、以下、相違点について説明する。

検出部１５によって障害物が検出された場合（ステップＳ６−Ｙｅｓ）に、制御装置１１３の識別部１１９は、検出された障害物が人体であるか否かを識別する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１の識別処理において障害物が人体であると識別すると（ステップＳ２１−Ｙｅｓ）、制御装置１１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に停止制御信号を出力し、ドア２Ａの開扉を停止させてドア２Ａの開度を保持し（ステップＳ２２）、開扉処理を終了する。

一方、ステップＳ２１の識別処理において障害物が人体でないと識別すると（ステップＳ２１−Ｎｏ）、制御装置１１３の開閉制御部１４は、駆動部１１に開扉制御信号を出力し、ドア２Ａの開度を所定角度増加させ、ドア２Ａを開扉させる（ステップＳ７）。

開閉システム１１０の閉扉処理においても同様であり、検出部１５によってドア２Ａの軌道上でドア２Ａに近接する障害物が検出された際に、識別部１１９によって識別された障害物が人体である場合には障害物と接触する前にドア２Ａを停止させ、障害物が人体でない場合にはドア２Ａを閉扉させる。

なお、障害物が乗降者などの移動体である場合には、障害物の移動によってドア２Ａ，２Ｂとの接触が回避される場合もあり、そこで、上記の開閉システム１０及び開閉システム１１０において、ドア２Ａ，２Ｂの軌道上の障害物を検出し、開扉又は閉扉を停止させる以前にドア２Ａ，２Ｂの減速制御を行い、障害物（移動体）にドア２Ａ，２Ｂの軌道を通過させるようにしてもよい。

１Ａ自動車
１Ｂ自動車
２Ａドア
２Ｂドア
１０開閉システム
１１駆動部
１２撮像部
１３制御装置
１４開閉制御部
１５検出部
１６操作部
１７車速センサ
１８開度センサ
２０カメラ
２１カメラ
２２カメラ
１１０開閉システム
１１３制御装置
１１９識別部
Ｏ障害物

Claims

車両の開口部に設けられる開閉体を開閉駆動する駆動部と、
前記車両の車速がゼロである場合に、前記駆動部を制御して前記開閉体の開閉を開始する開閉制御部と、
前記開閉体の車外側で且つ前記開閉体のヒンジの近傍に設置され、開扉軌道及び前記開閉体の車外側の表面を撮像する第１カメラと、前記開閉体の車内側で且つ前記開閉体のヒンジの近傍に設置され、閉扉軌道及び前記開閉体の車内側の表面並びに車内の一部を撮像する第２カメラと、を有する撮像部と、
前記第１カメラによって撮像される画像に基づき、当該画像に含まれる物体と前記開閉体との距離を前記第１カメラを基点に算出することにより、前記開扉軌道上で前記開閉体に近接する障害物を検出し、前記第２カメラによって撮像される画像に基づき、当該画像に含まれる物体と前記開閉体との距離を前記第２カメラを基点に算出することにより、前記閉扉軌道上で前記開閉体に近接する障害物を検出する検出部と、
を備え、
前記開閉制御部は、前記検出部によって前記障害物が検出された場合に、前記障害物と接触する前に前記開閉体を停止させる開閉システム。
請求項１記載の開閉システムであって、
前記検出部によって検出された前記障害物が人体であるか否かを識別する識別部をさらに備え、
前記開閉制御部は、前記検出部によって前記障害物が検出され且つ検出された前記障害物が前記識別部によって人体であると識別された場合に、前記障害物と接触する前に前記開閉体を停止させる開閉システム。
請求項１又は２記載の開閉システムであって、
前記開閉制御部は、前記障害物と接触する前に前記開閉体を停止させ、且つ停止後に、前記開閉体を停止前の移動方向とは反対方向に移動させる開閉システム。
請求項３記載の開閉システムであって、
前記開閉制御部は、前記開閉体の停止後の移動方向が開扉方向である場合に、前記開閉体を全開させる開閉システム。