JP2003279357A - 簡易安全自動車操縦装置 - Google Patents

簡易安全自動車操縦装置

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JP2003279357A
JP2003279357A JP2002079825A JP2002079825A JP2003279357A JP 2003279357 A JP2003279357 A JP 2003279357A JP 2002079825 A JP2002079825 A JP 2002079825A JP 2002079825 A JP2002079825 A JP 2002079825A JP 2003279357 A JP2003279357 A JP 2003279357A
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road
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traveling
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Toshihiro Fukumoto
福元敏博
Yasusuke Fukumoto
福元庸介
Keiko Ebato
江波戸景子
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 安全性を優先し、人間の疲労を軽減し、自動
的に事故を回避する装置を提供する。 【解決手段】CCDなどの感光素子を利用し、最適距離
にある感知した物体と自車との乖離距離を二個以上の映
像をレンズ等の合像装置を作動させ測定し、あらかじめ
パターン化された物体と照合し、危険度を判定する。そ
の危険度により回避行動を自動的に実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
【001】本発明は自動車運転上の人為ミスを最小限に
するため、操縦者の安全運行に対する車両等の周囲見張
り負担の軽減、自動車等道路走行物体の自動走行、運転
等の初心者が苦手とする車庫入れ、又は運転者の勘違い
による自動車等が誤動作を起こし、重大な交通事故を発
生させる可能性を最大限軽減させるためのシステム、機
器である。
【002】運転者の操縦意図と現在の道路上の状況が合
致しているかを機械的に分析し、異常走行を防止するシ
ステム。
【003】交通情報、GPSを利用した道路地図を活用
する現在のカーナビゲーションシステムを高度化し、安
全運行、運転者の疲労軽減に資するシステムとしてこれ
から到来する高齢者社会で少しでも長く自動車等の運転
が継続されるためのシステムである。
【004】自動車等輸送機器のデジカル化を図り、車両
等の電子的制御を行なう事により燃費の軽減、公害物質
の排出の減少が実現するシステムである。
【従来の技術】
【005】人間の目による周囲見張りに依存し、運転者
の目で目視した結果にのみで道路上の状況判断を行なう
ため、運転者の目の状態、判断能力の問題、その時の健
康状態により個人差が大きく、重大事故の発生の元とな
った。
【006】ハンドル、アクセル・ブレーキ・クラッチな
どのペタル類、変速機を操作するレバーなど両手両足を
常に動かし微妙な調整を道路状況に合わせ行なってき
た。しかしそこには常に個人による能力差が存在し、自
動車等の性能が設計者の意図された性能が十二分に利用
されてはいない場合が多く宝の持ち腐れの状況にあっ
た。
【007】自動車等の設計者の意図した自動車等の能力
を十二分に利用しなかった結果、公害物質の排出の増
加、燃料消費の増加による地球温暖化ガスの排出量の増
加により環境に対する負担の増加を招いていた。
【008】運転者の操縦姿勢の自由度が増加し、運転時
の疲労防止に寄与する。
【発明が解決しようとする課題】
【009】従来自動車等自走能力を有する道路上を走行
する物体はその安全性を運転者の能力に依存していた。
しかしこれからの高齢化社会に移行するにしたがい
人間の運動神経、判断力は徐々に落ちてゆき、安全性を
高めるためにはより機械的に、又いろいろな安全装置に
より事故防止を図る必要が高まる。 そのためには
安全性を優先し、人間の疲労を軽減し、自動的に事故を
回避する装置が必要となる。 その一助として本装置を
考案した。
【課題を解決するための手段】
【010】CCDなどの感光素子を利用し、最短距離に
ある感知した物体と自車との乖離距離を二個以上の映像
をレンズ等の合像装置を作動させ測定し、あらかじめパ
ターン化された物体と照合し、危険度を判定する。
その危険度により回避行動を自動的に実行させる。
【011】自動車等の自動走行を実現する為、現在実用
化されているGPSを利用したカーナビゲーションシス
テムの地図情報に加え、横方向から見た同一位置地点の
縱方向の情報が必要になる。 つまり常に三次元の道
路情報が必要となる。それに加え道路標識、ガードレー
ル、センターライン、追い越し禁止、負い越し可能な
ど、その意味する運転動作の情報が必要になる。
それらをパターン化し自車の感知した情報と常に照合
し各種運転の制御装置に伝達するシステムを開発する。
【012】CCD等の感光素子には広角レンズで感光素
子との間隔を移動させることにより、二個以上の感光素
子の映像を合像させることが出来るようにする。 そ
の物体との乖離距離はそのレンズの移動距離により測定
させる。
【013】感光素子か感知し、パターン化した物体は記
憶装置により常に把握され、動態予測が可能にする。
それにより数秒後の物体の位置を予測し、自車の危険
度を計算し、回避行動を行なう。
【014】運行の制御は二本以上の操縦桿で行なう。
操縦桿はフライバイワイヤー方式とし操縦桿の情報は
すべて電子信号に置き換え運転制御そうちをけいゆして
各種制御装置に伝達する。
【015】一本の操縦桿速度、走行方向、加速度などを
制御する操縦桿とし、上部に作動させるための安全装置
として作動ボタンを設置する。
【016】もう一本の操縦桿は運転モードを運転制御装
置に伝達する操縦桿とし、自動走行モード、マニュアル
走行モード、負い越し走行モード、車庫入れ走行モー
ド、などの設定する為の操作桿とし、上部には安全確保
のため作動可能にする為のボタンを設置する。
【017】夜間、暗いためCCD等感光素子が十分回り
の物体を感知出来ない場合の補助装置として赤外線等の
補助照明装置を設置し、安全確保のため物体が常に認識
出来るようにする。
【018】感光素子は前方、後方、左右に各二個以上設
置し、自車の360度の角度を常に監視出来るようにす
る。
【019】感光素子は多分割型、もしくは画像管理を多
分割に出来るよう画像制御装置を設定し、常に360度
の範囲でパターン認識が出来るように制御する。
【020】画像素子の前に設置されたレンズ、補助光の
前には保護カバーを設置し常に視野を妨げないよう洗浄
装置もしくは物理的に泥、埃などを除去する装置を設置
する。
【021】ハンドル操作、クラッチ、ブレーキ、アクセ
ルなどペダル類を無くす事により、老人、身障者など弱
者にもやさしい輸送用の車両等になり、又勘違い、交通
標識の見落としによる重大な事故の防止に寄与する。
【発明実施の形態】
【022】ハンドル、ブレーキペタル、アクセルペタ
ル、クラッチペタルが無く二本、又は一本の操作桿によ
り安全に運行される輸送用車両、作業車として運用され
る。
【023】現在自動車等輸送用車両に主に装着されてい
るスピードメーターを主とした表示盤に変え道路状況、
次にどこえ行こうとしているのか、現在の速度、加速、
減速の状況、あとどの程度燃料が持つのかを主体にした
運行表示盤に変える。
【024】
【発明の効果】自動運転も、運転の上級者にはマニュア
ルでの走行でも可能でかつ事故の可能性が格段に減少す
る安全な道路運送用車両、作業用車両が実現する
【図面の簡単な説明】
図面5
【図1】図面1は乗用車の場合のセンサー、補助ライ
ト、操作桿の取付け位置の概念図を示している。 セ
ンサーはなるべく間隔を持って取り付ければ物体の隔離
位置の測定が正確になる。 操縦桿は運転者の操作が
しやすい位置角度に調節出来るように取り付け、高さも
調節出来るように設計する。
【図面2】図面2はセンサーとレンズの関係を示してい
る。 レンズは電気又は油圧、空気圧などで駆動され
二個以上のセンサーで合像した角度を検出する装置に連
結棒で繋がれ、検出された物体までの距離を測定する。
【図3】操作棒1の概念図である。 操作棒の先端に
付けられた磁気又は光学機器からの傾き角度を下部に固
定された受光盤で検出し運転制御盤に電子信号で伝達し
エンジン、ステアリング、ブレーキ、ミッションなどの
操作制御装置に電子信号で伝達し、運転者の意図を反映
させる。 なを操作棒の先端には安全を確保する為
作動確認ボタンを付け、このボタンを押し操作を意図的
に行なってる場合以外は動作をしないように安全装置と
する。
【図面4】操作棒2の概念図である。この操作棒には各種
運転モードのボタンを装着する。たとえば自動運転、マ
ニュアル運転、左折、右折、車庫入れなどの他運転者の
お気に入り運転モードなど設定出来る様にし、電子信号
で運転制御盤に伝達する。
【図面5】運転制御盤の概念図である。 運転制御盤
はデスク又はRAM、フラッシュメモリーなどの記憶装
置と運算装置なので構成され操作棒1,2又センサーが
感知した物体の距離と物体のパターン認識を行ない、危
険度の判定、回避操作、運転者の運転意図の実行と、そ
そ場合の危険度の判定、又は自動運転を行なった場合ガ
ードレール、センターラインなどの認識と前面、後方の
安全確保のための制御などを行なう。
【図6】運転表示盤の概念図である。 運転表示盤は
現在走行している地点の地図を中心に構成され、警告さ
れるべき注意情報、警告され注意される交通標識にもと
ずく法律上の規制などを中心に表示する。 走行目的
地、経由地、出発地点などを入力することにより、走行
予定地図を表示する装置を設置する。 運転警告装置
は回避行動が必要な事項、現在の走行モード、注意を必
要とする事項などを表示し安全運転のための情報の総合
表示装置とする。
【符号の簡単な説明】
1 自動車本体 2 操作棒1 3 操作棒2 4 トランクルー 5 後部座席 6 感光素子 7 赤外線など補助照明装置 8 運転席 9 助手席 10 レンズ 11 駆動装置 12 レンズ駆動モーター 13 レンズ角度検出棒 14 物体乖離距離検出装置 15 安全ボタン 16 操作棒1 17 磁気又は光学装置 18 操作棒角度検出盤 19 感光素子 20 操作棒2 21,22,23,24,25、各種運転モード設定ボ
タン 26 DISK等記憶装置 27 パターン認識、運転制御計算装置 28 現在運行位置三次元地図表示装置 29 現在速度表示装置 30 エンジン回転数表示装置 31 走行予定地図表示装置 32 運転警告装置 33 前方交通規制表示装置 34 運転上の注意物体表示装置 35 走行目的地.経由地.残り所要時間等
の表示装置 36 方向指示.ライト関係の表示装置 37 運転表示盤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G08G 1/0969 G08G 1/0969 G09B 29/00 G09B 29/00 A 29/10 29/10 A Fターム(参考) 2C032 HB05 HB22 HC08 HC21 HC31 HD24 2F029 AA01 AC02 AC09 AC13 AC19 5B057 AA16 BA02 DA07 DA15 DB02 DC36 5H180 AA01 FF23 LL04

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 GSPによる位置確認システムと
    それを利用した現在のカーナビゲーションによる道路上
    の平面情報に加え、現在位置情報を更に精密にするた
    め、道路に隣接した横にある建物、土地の高低ガードレ
    ールなどの情報を記録するシステムを構築し、記録装置
    に収録する。 このシステムを利用し、同一地点の
    立体的な空間情報を把握するため、縱方向の映像、又は
    数値情報をCD、DVD、今後更に開発される光情報記
    録装置などの大容量データ記録システムを構築し、現在
    利用されている道路地図情報と、縦方向情報を組み合わ
    せ、道路上の正確な三次元位置確認システムを製作し、
    位置測定システムの精度の向上を図る。 自動車等自
    走物体の現在位置を特定するため、自動車等に搭載され
    た前方、右・左方向、後ろ方向に2個以上赤外線、可視
    光線を感知するCCD、CMOS等の感光素子を固定式
    又は測定範囲を拡大するために定期的に首振式に角度を
    変化させる方式で取り付け、それで得た画像情報によ
    り、前述の位置確認システムで道路上の現在位置(道路
    端、センターラインなどからの距離を含む)を計算し、
    自動車等が道路上のどの位置を走行しているか正確な位
    置を特定計算するシステム。
  2. 【請求項2】 CCD又はCMOS素子で映像、
    映像を数値化し道路情報として自動車等の安全運行のた
    め利用する。そのため道路上の各地点の情報を前記感光
    素子で情報化し、その情報を分割管理する。そのため2
    個以上のCCD、CMOSセンサー等感光素子で、同一
    地点の自動車等の物体、通行している人間、確認できる
    範囲内の横道から接近してくる物体、ガードレール・セ
    ンターライン・交通標識を含む道路情報を画像又は数値
    化し、乖離距離、形状を測定し、ROM,DISK等記
    憶装置に記憶させる。 又あらかじめパターン
    化した物体情報と照合し物体を判別し、その物体の持つ
    意味、自車にとっての危険度を判別し管理する。 そ
    してその物体との乖離距離を個別に連続測定する。この
    測定された乖離距離情報を時系列の情報として個別管理
    し、その情報により動態予測し、現在運行している自車
    との将来距離を予測する。その情報を危険情報として管
    理する。 その情報を現在運行している自動車等の速
    度、方向、自動車等の総重量などの自車の運行情報を基
    に一定時間後の自車の位置をコンピュータで計算し、危
    険度を分析計算し、危険度に応じ運転者に警告や事故回
    避運行を自動的に最適化し実行するするシステム。
  3. 【請求項3】 自車の正確な位置情報を把握する
    ことにより、自車の次時点での位置を予測し、CCD、
    CMOSセンサー等感光素子で得た画像を基にして、最
    短位置にある物体との乖離距離情報と、その物体の移動
    情報を連続して解析し、あらかじめ地図上で指定されて
    いる目的地へ自動車等を自動的に誘導し走行を可能にす
    るシステム。
  4. 【請求項4】 自動車等の操縦を2本の棒状の操
    縦桿に置き換え、現在自動車等にあるハンドル、変速機
    の操作桿、ブレーキ・アクセル・クラッチのペタルを廃
    止する。 操縦桿は、現在航空機で採用されているフラ
    イバイワイヤー方式とし、第一の操縦桿は縦方向、横方
    向の変化を感知、又は中央位置からの移動変化を検出す
    る事により、その変化の意味を解析し、移動速度、移動
    方向の信号に置き換え、電子情報としてエンジン制御装
    置、前輪又は前輪・後輪の進行方向を制御する装置、変
    速機を制御する装置に伝達し作動させるための操縦桿と
    し、操縦者の意図した移動情報を制御、解析、電子情報
    に変換し、各機器の制御装置に伝達する走行制御機器で
    走行管理ソフトにより管理されたシステムに伝達し、実
    行を統括する操作機器とする。第二の操縦桿は運行モー
    ドの設定に利用し安全対策に利用する。運転者の意図す
    る走行を確実に走行制御機器に伝え、運転者の意図と反
    した運行を防止するために、運行モードと第一の操縦桿
    の信号との整合性を判断し誤作動を防止するシステムを
    組み込んだ制御機器を管理するための操作桿とする。
    その運行の基本モードとして自動走行、追い越し走
    行、後退走行、車庫入れモード、前車追従自動走行モー
    ド、路上駐車モード、手動走行など、いろいろな走行モ
    ードを設定し、それらのモードを走行制御統括装置に伝
    達する操縦桿とする。 最適な走行制御システムの
    プログラムを、その車両毎の特性に合わせ、開発し設定
    する。これら操縦桿による運行管理システム。
  5. 【請求項5】 それらの全体を統括するシステムと
    二本の操縦桿による運転者の意図する走行情報が、前
    記、請求項3で申請した安全管理システムによる制御と
    同じ情報に反し、安全運行が図れない場合に車両等を停
    止させる安全システム。
  6. 【請求項6】 自動車等に赤外線などの発光シ
    ステムを搭載し、夜間、普通に受光出来ないの場合にC
    CD、CMOS等の感光素子で感知させ、間隔距離を認
    識出来ない物体との距離測定のため補助機能として、方
    向指示灯、バックランプなどに併設、設置し、左右、前
    後の物体の乖離位置測定の補助装置。
  7. 【請求項7】 日常頻繁に行なう運転操作を車
    両特性に合わせプログラム化しその作動をモードの中に
    組み込み、CCD、CMOSなど感光素子を活用した画
    像、画像を基にした数値情報の制御の基に自動的に行な
    うシステム。
  8. 【請求項8】 CCD,CMOSなどの感光素
    子の前に、防塵対策を施し常時感光出来るように水(洗
    浄能力のある有機化合物を含む)による洗浄、又は電
    気、空気、油圧により駆動されるモーターにより駆動さ
    れ、ほこり、泥、水滴などを洗浄し可視状態を保つ装置
    と広角に周囲を感光し、方位を識別するレンズ。
  9. 【請求項9】 感光素子の形状に合わせ2個以
    上の感光素子により自車との乖離距離を側定するため、
    物体の二重画像を合像させることにより焦点距離を測定
    し、物体との乖離距離を測定するためレンズを移動させ
    る装置とその物体を合像させる装置。
  10. 【請求項10】 従来のスピードメーターを主体
    にしたメーター表示盤の変わりに立体的な建物、道路標
    識、道路状況を加えた道路地図を表示しその図に現在の
    速度、加速、減速など、又車両等の方向変換状況など総
    合的な車両運行状況を表示する運行表示盤を装着する。
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