JP2014532324A - 衝突に関連する状況においてドライバを支援するための運転支援システム - Google Patents

Abstract

本発明は、車両（８）の衝突に関連する状況においてドライバを支援するための運転支援システムに関し、当該運転支援システムでは、距離測定のための少なくとも１つのセンサ（２）と、評価ユニット（３）と、前記車両の表面形態に関するデータを準備しておくための記憶手段（５）とを有する。前記評価ユニット（３）は、前記センサ（２）のセンサに基づいて車両状況の３次元イメージを作成し、前記センサ（２）の信号と前記車両（８）の表面ジオメトリに関するデータとに基づき、車両周辺（Ｆ）と前記車両の表面との間の距離を求め、前記車両状況の３次元イメージの、車両状況に特有の一部分を光学的に標示するためのデータセットを作成するように構成されている。

Description

従来技術
本発明は、とりわけ衝突に関連する状況において、たとえば駐車時または操縦時に、車両を安全に移動させるための光学的サポートを車両のドライバが得られるようにするための指示を生成する運転支援システムに関する。従来技術では、このような指示を生成する手法が種々存在し、そのうちの多くは「駐車支援システム」との用語にまとめられる。この駐車支援システムでは、距離センサが車両近傍の周辺を測定して信号を出力し、この信号を用いて、自車から、各センサ領域内の衝突に関連するオブジェクトまでの距離を推定することができる。

ＤＥ１０２００９０３８４０６Ａ１に、走行運転時に、とりわけ駐車運転時に、ドライバを支援するために使用される３Ｄデータセットを生成する方法が記載されている。

従来公知の手法ないしはシステムに共通する点は、自車と他のオブジェクトとの間の衝突関連の領域の立体表示を行わないこと、または、所定の視点からカメラベースの表示を行うことである。

それゆえ本発明の課題は、衝突関連の車両状況に関する情報をより包括的にドライバに通知する運転支援システムを実現することである。

発明の開示
上記課題は、請求項１の構成を有する本発明の運転支援システムにより解決される。本発明において、車両の衝突に関連する状況とは、周辺のオブジェクトまでの距離が小さくなるため、車両からのドライバの見通しの重要性が高くなる狭所を走行している状況を指す。そのような状況の例に、駐車、車庫入れや駐車区画への操車、ならびに、交通量の多い道路におけるとりわけ工事現場周辺がある。本発明の運転支援システムは、距離測定用の少なくとも１つのセンサを含む。このセンサはもちろん、走行用ないしは他のアシストシステムにも使用可能なものである。センサ種類の例として、ビデオセンサ、レーダセンサ、ライダーセンサ、超音波センサおよびレーザセンサがある。もちろん、周辺のオブジェクトに反射を生じさせるため、上記センサに相当するセンサを車両に設けることも可能である。本発明のシステムの評価ユニットは、本発明の思想に関して重要なデータ処理ステップを実行できるプログラマブルプロセッサを含む。前記評価ユニットは、データを準備しておく手段、とりわけ記憶手段を使用することができ、この手段に、自車の表面の幾何学的形状に関するデータが準備されている。また、この記憶手段には、複数の各異なる車両装備状態（トレーラを伴う走行、ルーフラックを装備した走行、空気サスペンションの下降等）に応じた表面形態を記憶し、各車両装備状態の時に使用することができる。本発明では評価ユニットは、前記１つまたは複数のセンサから受け取った信号を組み合わせて、周辺の１つの３次元モデル（「画像」）を形成するように構成されている。その次の記憶プロセスにおいてシステム性能と記憶スペースとを節約するためには、周辺イメージの記憶前および使用前に既に、生じる可能性のある衝突との関連性が低いと見なされる周辺領域のデータセットを削減するように構成することができる。たとえば、オブジェクトの、空間的サイズは小さいが、生じる可能性のある衝突との関連性が非常に高い場所を、イメージ内の僅かなデータ点によって表現することができ、その次にドライバに対する表示を構築する際に当該場所を光学的に強調することができる。換言するとたとえば、自車のバンパの高さに位置する、衝突に関連する場所を、表示内において垂直なバーとして表示したり、または、地面から所定の高さまで延在する垂直面として表すことにより、扱わなければならないデータを可能な限り少なくし、かつ、生じる可能性のある衝突に関する当該場所の関連性を高信頼性で、ドライバに通知することができる。評価ユニットは、記憶手段に記憶された自車の表面形態に関するデータにアクセスできることにより、センサデータを用いて車両周辺のポイントから車両表面までの距離を、とりわけ車両周辺にある衝突に関連するポイントからの距離を求めて定量化することができる。具体的には、評価ユニットは求めた複数の距離を相互に比較し、これら複数の距離のうち、生じる可能性のある衝突との関連性が特に高い距離であると評価すべきものがどれであるかを判定することができる。この情報を評価回路が、走行運転ないしは走行状況の光学的表示のためのデータセットの作成時に使用し、狭所を表示する際に、ドライバに適した視点を選択するのに前記情報を使用することができる。このようにして本発明の運転支援システムは、生じる可能性が高い衝突との関連性が特に高いと評価された一部分を拡大し、および／または、その視点を、各車両（自動車）状況に合わせて最適に表示することができ、このような表示により、ドライバの判断を格段に容易にすることができるという利点を奏する。

従属請求項に本発明の有利な実施形態を記載する。

有利には、本発明の運転支援システムは、関連性に応じて、車両と当該車両の周辺との間の求めた距離を分類し、選択のために、システムのユーザないしは車両のドライバにこの分類した距離を提示することができる。ユーザが選択を行わない場合、ないしは、システムよりなされた選択がユーザ入力により変更されない場合、前記システムは、現在の最小距離および／または最小予測距離に依存して視点を選択するように構成することができる。このようにして、他の状況の衝突関連性の方が高いとシステムのユーザが判断しない限り、衝突関連性が最大である状況がユーザに表示されることが常に保証される。

さらに有利には、評価ユニットが、車両の走行距離データを処理して車両の走行軌道を予測するように構成することができる。具体的には、現時点までに走行した軌道を外挿すること、ならびに／もしくは、現在の舵角および／または選択されたトランスミッション段（「Ｄ」（Drive）、「Ｒ」（Reverse））を評価することにより、車両がこれらのパラメータを変更しない場合にどの方向に移動するかを判定することができる。評価ユニットは予測走行軌道を求める他に、走行状況を光学的表示するための前記データセットに、当該予測走行軌道を表すシンボルを追加拡張することもできる。このことによってドライバは、選択しているトランスミッション段および／または選択している舵角が車両の今後の移動にどのように影響を及ぼすのかを推定することができる。

さらに、評価ユニットは前記予測走行軌道に鑑みて車両周辺のオブジェクトを検査し、自車が衝突する危険性があるか否か、および／または、自車がどの程度の間隔で前記オブジェクト近傍を通過する予定であるかを判定することができる。このことにより、目前に迫った衝突を回避し、計算された間隔が車両の安全な移動に十分であるか否かを評価するための具体的な情報を、ドライバが得ることができる。

有利には、前記評価ユニットは、衝突経路上にある車両が衝突する可能性のあるオブジェクトを光学的表示にて強調するように、ないしは光学的にマーキングするように構成することができる。たとえば、大きさおよび／または色を（周期的に）変化させたり、該当のオブジェクトを枠で囲んだり、または、該当のオブジェクトに関する他の形態の示唆を出力することができる。これに対して択一的または付加的に、衝突が目前に迫っていること、ないしは、走行方向を変更すべきであること、ないしは、走行速度を減速させるべきであることを、車両のドライバに適切な手法で、とりわけ光学的および／または触覚的および／または音響的に、信号ユニットに通知させることができる。触覚的信号としては、車両のハンドルに結合された振動発生器に通知させることができる。この振動発生器はたとえば、回転するアンバランス質量体である。これに対して択一的または付加的に、異なる操舵トルクを交互に生成することにより、ドライバに警告する（「揺り起こす」）ことができる。これに対して付加的または択一的に、衝突する可能性のあるオブジェクトの位置についての情報を、および／または、適切な待避運転を示す示唆を（たとえば力信号を非周期的に与えることにより）操舵トルクとして伝えることもできる。具体的には、静止状態の前後で交代運動を行うことにより、第１の方向での移動を、その次の第２の方向での移動より速くすることで、方向情報を符号化することが可能である。もちろん、このような交代運動を「全体的」な操舵トルクに重畳することができる。これに対して付加的または択一的に、方向情報をハンドルの振動周波数と振動の場所（たとえば、ドライバシートの左側、ドライバシートの右側、ハンドルの左半分、ハンドルの右半分）とにより符号化することができる。音響的信号では、衝突が目前に迫っていることだけでなく、たとえば通知を周期的に繰り返すことにより、衝突オブジェクトまでの現時点で求められた距離を、車両のドライバに通知することもできる。このことにより、ドライバの視線をディスプレイに向ける必要なく、ドライバの運転動作を支援することができる。ヘッドアップディスプレイが車両に設けられている場合にはこのディスプレイにより、上述の情報の光学的表示を車両のフロントガラスへ投影することもできる。

さらに有利には、衝突オブジェクトから車両表面までの距離が小さくなった場合に、衝突オブジェクトの色をたとえば「緑」から「黄色」を経て「赤」に変えることにより、車両に近づいてくる車両周辺の場所までの距離を重み付けすることができる。これに対して択一的および／または付加的に、狭所の位置と、現時点で求められた距離とを車両のドライバに通知するための線、矢印および／または数値を、狭所の表示に補足追加することもできる。前記現時点で求められた距離は、たとえば単位ｃｍである。このことにより、距離が急速に変化した場合には、最新の距離値を更新する更新レート、ないしは、色変化で行われる最新の距離値の重み付けを更新する更新レートを高くすることができ、かつ、現時点の距離値の音響的または触覚的な再生を約１秒ごとにのみ行うか、または当該再生を全く行わなくてもよいという利点が奏される。

さらに有利には、運転支援システムないしは運転支援システムの評価ユニットがアクセスできる送信手段と受信手段とを設けることができる。評価ユニットは送信手段により、ユーザ入力に応答して狭所を３次元表示するためのデータを外部機器へ送信することができる。この外部機器はたとえば、スマートフォンまたはタブレットＰＣとすることができる。データリンクの速度に応じて、車両と周辺との間の選択された距離を表す各個別のデータのみを、運転支援システムから外部機器へ送信することが有利である場合がある。この外部機器は、場合によっては、伝送された前記データを翻訳する適切な手段を用いて、このデータを表示する。

本発明の運転支援システムはまた、完成した画像データを外部機器へ送信することもできる（「ストリーミング」）。前者の場合には、外部機器にて受信されたデータを翻訳および解析することができるのに対し（このデータは表示視点の選択も含む）、とりわけ後者の場合には、表示の視点を選択するためのユーザ入力を外部機器に行うことができ、このユーザ入力を運転支援システムへ送信するように構成することができる。運転支援システムはこの制御データの受信に応答して、択一的に選択された視点を生成し、これを外部機器へ送信する。走行状況の３次元画像の表示を実行および制御するために外部機器を用いることにより、車両に取り付けられたディスプレイに依存することなく常に、ドライバないしは運転支援システムのユーザに対して現在の車両状況を最適に知らせることができる。さらに、他の人が狭所通過のナビゲーションを上手く行うこともできる。所定の運転動作を自動的に行うために運転支援システムが使用される場合には、さらに、ドライバが車外において外部機器を介してナビゲーションを追跡、制御し、通過が可能であるとドライバが判断した特定の狭所の通過の確認応答を行うことも可能である。

さらに、外部機器を用いて、自動実行された走行運転の確認追跡を行うことにより、運転支援システムによる表示に基づいて同一の状況を自ずと追加的に追跡でき、この追跡により、運転支援システムによる特定の状況の解釈手法を学習できるという利点が奏される。

特に有利には、走行距離測定データは車両の現在の舵角についてのデータを含む。このことにより、車両が静止状態にあるときに既に、走行軌道を予測および評価することができる。以下、添付図面に基づいて本発明の上記特徴を詳細に説明する。

本発明の一実施例の運転支援システムの概略的なシステム全体図である。 ドライバの視点から見た、可能性のある車両状況を示す図である。 １視点から見た走行状況の３次元イメージを示す図である。 別の視点から見た走行状況の３次元イメージを示す図である。 別の視点から見た走行状況の３次元イメージを示す図である。 別の視点から見た走行状況の３次元イメージを示す図である。 車両の左側の狭所の拡大図である。 車両の右側の狭所の拡大図である。 狭所を表示して定量的に再現する、当該狭所の３次元イメージの部分図である。 予測走行軌道と、生じる可能性のある衝突とを表示する３次元イメージを示す。 本発明の１実施例の方法の各ステップを示す全体図である。

本発明の実施形態
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の運転支援システム１の各構成要素を示す全体図である。距離測定のためのセンサ２が評価ユニット３に接続されており、センサ２は求めた測定データを評価ユニット３へ出力する。評価ユニット３はさらに、特定の動作パラメータを保有する動作状態信号供給部４にも接続されている。この特定の動作パラメータはたとえば、現在の速度、現在選択されているトランスミッション段、および、車両の現在の動作状態に関する別の情報である。評価ユニット３には記憶手段５も接続されており、この記憶手段５は、可能な車両装備状態すべてにおける（トレーラ、ルーフラック等を伴う状態）当該車両の表面形態に関する情報を、呼び出し可能な状態で記憶するように構成されている。評価ユニットは走行距離測定センサ６を介して、現時点までに走行した区間に関する情報と、とりわけ現在の舵角に関する情報とを引き出して、この情報から走行軌道を予測することができる。図中に示した本発明の実施例の運転支援システム１はさらにモニタ１１も備えており、このモニタ１１は評価ユニット３に接続されている。前記モニタ１１は、評価ユニット３がドライバに通知するために処理したデータを表示するように構成されている。最後に、図中の運転支援システムは送受信ユニット９を備えており、評価ユニット３はこの送受信ユニット９により、ドライバに通知するために作成されたデータセットを、外部機器であるタブレットＰＣ１０へ送信することができる。本発明の運転支援システム１では、図中に示した構成要素はすべて相互作用するように構成されているが、このことは、これらの構成要素が単独または協働して他の機能を果たすことがないことを意味するものではなく、および／または、これらの構成要素を本来的に、他の目的のために設けることができないことを意味するものではない。

図２ａは、ドライバの視点から見た、可能性のある車両状況を示す図である。駐車中の車両と、相互に積み重ねられたドリンク箱とが、車両周辺のオブジェクトとなっており、これらのオブジェクトから自車までの距離についての情報を、衝突に関連する情報とすることができる。

図２ｂは、図２ａに示した走行状況の、本発明のシステムにより生成された３次元イメージを示す。ここでは、車およびドリンク箱は車やドリンク箱として認識できるようには示されておらず、地面に対して垂直な線に置き換えられており、これらの線は、各オブジェクトの領域から自車までの距離が最小である場所に配置されている。具体的には各オブジェクトは、自車と最初に衝突ないしは接触する可能性のある場所に複数の線を設けることにより表されている。

図２ｃは、駐車中の他車により生じた狭所を自車である車両８が通過する、走行状況の３次元イメージを示している。この表示の視点は、当該表示内に自車を完全に含むように選択される。

図２ｄは、車両８から垂直方向に上方の位置から、図２ｃ中に示した走行状況を見たときの俯瞰図である。ここでは、自車周辺のオブジェクトＯとしての駐車中の車の輪郭が良く分かるように示されている。

図２ｅは、図２ｃに示した状況を同一の視点で見た図である。図２ｃと異なるのは、図ｅでは車両８の予測される走行軌道７を示していることである。この「走行路ホース」とも称される走行軌道７は基本的に、比較的広幅かつ比較的明るい細長形状として示されており、車両は移動するときにこの細長形状を通ると予測されている。

図３ａは、図２ｃに示した走行状況を別の視点から見た図である。同図を見ている人の位置は、車両後部から約１ｍ後方にあり、その視線は車両左側とほぼ同一直線上にある。この視点から、自車の車両左ミラーと駐車中の車両との間に狭所が存在するのが良く見える。この図を見ている人は、自車と、自車の長手方向に沿って存在する駐車中の車との間の距離を有効に見渡すことができる。

図３ｂは、図３ａに示した状況を、狭所と駐車中の車とが車両左側にある場合に置き換えて示す図である。

図３ｃは、図３ａに示した状況を示しており、ここでは、インジケータ１３として矢印により、車両左側ミラーと駐車中の車との間に存在する狭所を強調している。矢印の原点は、車両ミラーの、駐車中の車両に最も近い場所に配置されており、矢印の先は、駐車中の車両ｏの、車両８のミラーに現在最も近い場所で終わっている。この矢印の中に数値「０．３」と示してあるのは、現在の距離が０．３ｍであることを表している。

図４に示す走行状況では、周辺オブジェクトＯのイメージ間において予測走行軌道７が貫通している。走行軌道７が衝突オブジェクトｋにおいて終了しているので、インジケータ１３として明るい枠を用いて衝突オブジェクトｋが光学的に強調されている。この明るい枠の中において、衝突オブジェクトｋの衝突領域が拡大表示されていることにより、このイメージを見ている人は、衝突オブジェクトに関するより多くの情報を得ることができる。

図５は、本発明の運転支援システムが本発明の表示を生成する一実施例の各ステップを示す全体図である。たとえば車両のイグニッションをスイッチオンすることにより、または、所定のトランスミッション段を入れることにより、または、ユーザ入力を確認することにより、本発明の運転支援システムを開始させる。

次に、システムはステップ１００においてデータを、とりわけ、車両周辺にあるオブジェクトまでの距離に関する距離データを求める。ステップ２００において、オブジェクトの位置から自車までの距離が所定の下限閾値を下回るか否かが判定される。そうでない場合には（Ｎ）、ステップ１００においてさらに距離データを収集する。前記所定の閾値を下回った場合（Ｙ）、ステップ３００において、車両外形ないしは車両表面の形態に関するデータをロードする。次にステップ４００において、車両と周辺オブジェクトＯとの間のクリティカルな距離値を計算する。その際には、対象となる距離データを多数収集して保存しておくことも可能である。ステップ５００において、ステップ４００で求めた距離データに基づき、存在する１つまたは複数の狭所を表示する視点を選択する。次にステップ６００において、選択した視点から見たときの現在の狭所のビューを生成する。ステップ７００において走行距離測定データ（たとえば舵角）をロードし、ステップ８００においてこのデータに基づき、車両８の走行軌道を予測する。ステップ９００において、車両周辺の最新の測定データと前記予測走行軌道とに基づき、車両８周辺の選択されたオブジェクトと車両８との間に近いうちに生じる可能性のあるクリティカルな距離を予測する。次にステップ１０００において、前記予測距離が、衝突する可能性を示唆しているか否か、ないしは、危険であると判別すべき距離であるか否かを判定する。そうである場合には、ステップ１１００において適切な手法で（たとえば該当するオブジェクトを色表示または強調することにより、または、たとえば音響的信号および／または触覚的信号により）ドライバに警告する。衝突が生じるおそれや、危険な距離であるおそれが無い場合（Ｎ）、ステップ１２００において、ユーザ入力により、狭所ないしは走行状況を表示する特定の視点を要求されたか否かをチェックする。そうである場合、ステップ１３００において、前記選択された視点を計算して表示する。そうでない場合には（Ｎ）ステップ１４００において、衝突との関連性が最大である狭所を特に良好に判定できる視点を計算する。ステップ１５００では、表示視点を選択するユーザ入力に関係なく、事前定義された中断条件が満たされたか否かをチェックする。この中断条件としてはたとえば、所定のトランスミッション段の選択、イグニッションのスイッチオフ、事前定義された現在の速度閾値を上回るかまたは下回るか、および、ユーザ入力が考えられる。このような中断条件が満たされた場合（Ｙ）、運転支援システム１が実行している処理を終了する。そうでない場合には（Ｎ）、上述の流れをステップ１００から再び開始する。

本発明の基本的思想は、車両から車両周辺までの距離データに基づき、衝突に関連する情報を含む指示を生成することである。この指示は、場合によってはさらに、生じる可能性のある衝突を推定ないしは回避するのに表示のどの場所に特に注意するのが最も適当であるかも分かるようになされる。このことについて、本発明が公知の手法やプロセスと異なる点は、現在の車両状況に応じて、衝突との関連性が高い周辺オブジェクトのイメージにおいて、各車両状況に特有の視点を選択または提案することが可能であることである。

添付図面に基づいて本発明を詳細かつ具体的に説明したが、本発明の保護範囲は特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (10)

1. 車両（８）の、衝突に関連する状況において、ドライバを支援するための運転支援システムであって、
   ・距離測定用の少なくとも１つのセンサ（２）と、
   ・評価ユニット（３）と、
   ・前記車両の表面形態に関するデータを保存する手段（５）と
   を有し、
   前記評価ユニット（３）は、
   ・前記センサ（２）の信号に基づき、前記車両の周辺（Ｆ）の３次元イメージを作成し、
   ・前記センサ（２）の信号と、前記車両（８）の表面形態に関するデータとに基づき、前記車両の周辺（Ｆ）の各ポイントから当該車両の表面までの距離を求め、
   ・現在の車両状況の３次元イメージの、車両状況に固有の部分図を光学的表示するためのデータセットを作成する
   ように構成されていることを特徴とする運転支援システム。
2. 前記評価ユニット（３）は、前記車両状況の光学的表示のためのデータセットを作成する際に、求めた前記距離に依存して前記視点を決定する、
   請求項１記載の運転支援システム。
3. 前記車両状況の光学的表示のためのデータセットの作成時に、ユーザ入力に応じて、および／または、前記車両の周辺（Ｆ）の、衝突に関連するポイントと、前記車両（８）の表面との間の現在の最小距離および／または予測された最小距離に依存して、視点を選択する、
   請求項１または２記載の運転支援システム。
4. 前記評価ユニット（３）は、前記車両（８）の走行距離測定センサ（６）により求められたデータから、前記車両（８）の走行軌道（７）を予測する、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の運転支援システム。
5. 前記評価ユニット（５）は、予測した前記走行軌道（７）を表すデータを、前記車両の周辺（Ｆ）の光学的表示のためのデータセットに組み込むように構成されている、
   請求項４記載の運転支援システム。
6. 前記評価ユニット（５）は、前記車両の周辺（Ｆ）のオブジェクト（Ｏ）が、前記車両（８）の現時点で予測された走行軌道（７）に鑑みて衝突経路上に存在するか否かを判定するように構成されている、
   請求項４または５記載の運転支援システム。
7. 前記車両の周辺（Ｆ）のオブジェクト（Ｏ）が、前記車両（８）の現時点で予測された走行軌道（７）に鑑みて衝突経路上に存在する場合、前記評価ユニット（５）は、
   ・前記車両状況の光学的表示のためのデータセットにおいて、衝突オブジェクト（Ｋ）を強調し、
   および／または、
   ・前記オブジェクト（Ｏ）が衝突経路上に存在することを、前記車両（８）のドライバに対して適切な手法で通知すること、とりわけ光学的および／または触覚的および／または音響的に通知することを、信号ユニット（１２）に行わせる
   ように構成されている、請求項６記載の運転支援システム。
8. 前記評価ユニット（３）は、前記車両（Ｆ）からオブジェクト（Ｏ）までの現在の距離および／または予測される距離の性質的判定および／または定量的情報を、とりわけオブジェクト（Ｏ）の色表示によって、または、線および／または矢印および／または数値の表示によって、前記ドライバに提供するように構成されている、
   請求項１から７までのいずれか１項記載の運転支援システム。
9. 前記運転支援システムは送信手段および受信手段（９）を有し、
   前記送信手段および受信手段（９）は、有利には無線送信用および無線受信用であり、
   前記運転支援システムは、
   ユーザ入力に応答して、前記車両状況の光学的表示のためのデータを外部機器（１０）へ送信し、
   および／または、
   とりわけ、前記車両状況の３次元イメージのうち表示すべき部分図の視点を選択するユーザ入力を、外部機器（１０）から受信する
   ように構成されている、
   請求項１から８までのいずれか１項記載の運転支援システム。
10. 走行距離測定データは、前記車両（８）の現在の舵角に関するデータを含む、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の運転支援システム。

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