Device under recognition for vehicle

本発明は、自車両の存否を周囲に認識させる車両用の被認識装置に係り、特に、二輪車の存否を後続車両や対向車両に認識させるのに好適な車両用被認識装置に関する。

二輪車の存在を後続車両や対向車両の運転者に認識させるため、二輪車に昼夜の区別なく前照灯の点灯を義務付けている地域がある。 また、自車両の存在を他車両に認識させて当該他車両に所定の制御処理を実行させたり、あるいはその逆に、他車両の存在を自車両で認識して当該自車両に所定の制御処理を実行させる車両認識システムが開発され、その一部が実現されつつある。

特許文献１には、先行車両の車体後面に３つ以上の赤外線LEDを配置し、後続車両には先行車両の車体後面を撮影するカメラを設置し、後続車両のカメラで撮影された先行車両の赤外の画像に基づいて、車間距離や相対的なヨー角を計測する車両用の位置認識装置が提案されている。

特開平１０−１１５５１９号公報

赤外光を利用した認識／被認識システムでは、認識側車両において撮像素子で検知された赤外光源が認識側車両の発光素子から放出された正規の赤外光であるか単なる外光であるかを正確かつ短時間で認識する必要がある。 しかも、車両に装備される灯火器に関しては、その取付位置、発色および輝度等が法規により規定されているので、高い認識率を確保するためには、認識側の車両には高度な画像処理機能を備えた認識システムが必要となってしまう。

また、特許文献１では、先行車両に被認識用の赤外線LEDを複数箇所に配置しなければならないが、先行車両や対向車両が二輪車であると赤外線LEDの設置スペースを確保することが難しいという技術課題があった。

さらに、被認識車両の存在が認識された場合でも、当該車両の走行状態に応じて、認識側の後続車両や対向車両では対応が異なるので、被認識車両の存否のみならず、その走行状態までもが認識できるようにすることが望ましい。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、認識側車両に高度な画像処理機能を必要とせず、二輪車を被認識車両とする適用が容易であり、さらに被認識車両の走行状態までもが認識できる車両用被認識装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、自車両の存否を周囲に認識させる車両用被認識装置において、以下のような手段を講じた点に特徴がある。
(1)赤外光を出力する赤外マーカと、車両の走行状態を検知する検知手段と、前記赤外マーカを、前記検知手段の検知結果に応じたパターンで発光させる駆動回路とを具備したことを特徴とする。
(2)赤外マーカの点滅周期を車両の走行状態に応じて変化させることを特徴とする。
(3)赤外マーカの点滅デューティ比を車両の走行状態に応じて変化させることを特徴とする。
(4)各赤外マーカの点滅位相を車両の走行状態に応じて変化させることを特徴とする。
(5)３つの赤外マーカを備え、各赤外マーカが、車両の正面視、背面視および両側面視の少なくとも一つで分散配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)赤外マーカを車両の走行状態に応じた発光パターンで発光させるようにしたので、赤外マーカの認識装置を備えた後続車両あるいは対向車両では、被認識車両の存否のみならず、その走行状態として、たとえば車速、ハンドル舵角、加減速度、ヨーレートあるいはバンク角等までも認識できるようになる。
(2)車両の走行状態に応じて赤外マーカの点滅周期を変化させるので、車両の走行状態を赤外マーカの点滅周期で代表できるようになる。
(3)車両の走行状態に応じて赤外マーカの点滅デューティ比を変化させるので、車両の走行状態を赤外マーカの点滅デューティ比で代表できるようになる。
(4)車両の走行状態に応じて各赤外マーカの点滅位相を変化させるので、車両の走行状態を各赤外マーカの点滅位相で代表できるようになる。
(5)３つの赤外マーカが、車両の正面視、背面視あるいは側面視で仮想的な三角形の各頂点位置に分散配置されるようにしたので、当該車両を撮影した赤外映像上で検知される赤外光源が赤外マーカのものであるか、あるいは他の外光のものであるかを容易に識別できるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 図１は、本発明に係る車両用の被認識装置が搭載された自動二輪車の正面図である。

車体前部にはフロントカウル１が取り付けられ、その上部で開放されたＶ字状あるいはＵ字状の切欠き部に透明のスクリーン２が取り付けられている。 フロントカウル１の中央先端部には前照灯３が装備され、フロントカウル１の両端部には、前記前照灯３を挟んで左右一対のウインカランプ４（Ｌ，Ｒ）がそれぞれ装備されている。 前照灯３およびウインカランプ４は、いずれも保安基準を満足する灯火器である。 ハンドルグリップ５（Ｌ，Ｒ）の根元には、左右一対のサイドミラー６（Ｌ，Ｒ）がそれぞれ装着されている。

前記左右のサイドミラー６（Ｌ，Ｒ）の裏面には、車体前方を指向して第１赤外マーカ１１および第２赤外マーカ１２がそれぞれ設けられている。 前記各赤外マーカ１１，１２は近赤外LEDを光源とする自発光マーカであり、単一のLEDのみで構成されていても良いし、あるいは複数のLEDを集積あるいは集合させて構成されていても良い。

さらに、本実施形態ではフロントカウル１の前記前照灯３の下方位置に、第３赤外マーカ１３が車体前方を指向して設けられている。 したがって、当該車両の正面視の赤外映像では、第１ないし第３赤外マーカ１１，１２，１３を頂点として内側に前照灯３が配置された逆三角形１４が認識されることになる。

図２は、前記各赤外マーカ１１，１２，１３を電流駆動する駆動回路のブロック図であり、各赤外マーカ１１，１２，１３にはそれぞれ、電流制限抵抗R1，R2，R3およびスイッチングトランジスタTr1，Tr2，Tr3が直列接続されている。 走行状態検知部１７は、車両の走行速度、加速度、減速度、ハンドル舵角、ヨーレートあるいはバンク角等の走行状態を検知し、この検知結果をパルス発生器１６に通知する。 パルス発生器１６は、前記走行状態検知部１７から通知された車両の走行状態に応じた発光パターンで各スイッチングトランジスタTr1，Tr2，Tr3を独立的にスイッチングし、各赤外マーカ１１，１２，１３を走行状態に応じた特異的なパターンで発光させる。

図３は、各赤外マーカ１１，１２，１３の発光パターンを車両の走行状態に応じて変化させる第１本実施形態のタイミングチャートである。

たとえば、時速５０Kmで走行中の発光パターンが同図(a)の通りであるならば、時速が８０Kmまで上昇し、これが走行状態検知部１７により検知されると、走行状態検知部１７はパルス発生器１６に対して、各赤外マーカの点滅周波数を時速８０Kmに相当する周波数まで上昇させるよう指示する。 この結果、パルス発生器１６から出力されるパルス信号の周波数が、同図(b)に示したように上昇するので、各赤外マーカ１１，１２，１３の点滅周波数も高くなる。

あるいは、走行状態検知部１７はパルス発生器１６に対して、各赤外マーカの点滅デューティ比を時速８０Kmに相当するデューティ比まで上昇させるよう指示しても良い。 この結果、パルス発生器１６から出力されるパルス信号のデューティ比が、同図(c)に示したように上昇するので、各赤外マーカ１１，１２，１３の点滅デューティ比も高くなる。

なお、上記した実施形態では、全ての赤外マーカ１１，１２，１３の発光パターンが同様に制御されるものとして説明したが、各赤外マーカの発光パターンを相対的に異ならせることで車両の走行状態を表現するようにしても良い。

図４は、各赤外マーカの発光パターンを車両の走行状態に応じて変化させる他の実施形態のタイミングチャート図であり、ここでは、２つの赤外マーカ１１，１２に着目して説明する。

たとえば、ハンドル舵角が０°（直進）のときの発光パターンが同図(a)の通りであるならば、ハンドルが右方向に舵角５°まで操舵（右旋回）され、これが走行状態検知部１７により検知されると、走行状態検知部１７はパルス発生器１６に対して、赤外マーカ１２の点滅位相を赤外マーカ１１の点滅位相に対して舵角５°に相当する角度だけ遅らせるよう指示する。 この結果、同図(b)に示したように、パルス発生器１６からスイッチングトランジスタTr2に出力されるパルス信号の位相が、スイッチングトランジスタTr1に出力されるパルス信号に対して５°だけ遅角される。

同様に、ハンドルが左方向に舵角５°（−５°）まで操舵（左旋回）され、これが走行状態検知部１７により検知されると、走行状態検知部１７はパルス発生器１６に対して赤外マーカ１２の点滅位相を赤外マーカ１１の点滅位相に対して舵角５°に相当する角度だけ進ませるよう指示する。 この結果、同図(c)に示したように、パルス発生器１６からスイッチングトランジスタTr2に出力されるパルス信号の位相が、スイッチングトランジスタTr1に出力されるパルス信号に対して５°だけ進角される。

なお、このような位相制御は操舵角への適用に限定されるものではなく、それ以外にも加速および減速の一方、左バンクおよび右バンクの一方、ならびに左旋回および右旋回の一方のいずれかが検知されたときに、一つの赤外マーカの点滅位相を他の一つの赤外マーカの点滅位相よりも進角させ、加速および減速の他方、左バンクおよび右バンクの他方、ならびに左旋回および右旋回の他方のいずれかが検知されたときに、前記他の一つの赤外マーカの点滅位相を前記一つの赤外マーカの点滅位相よりも進角させるようにしても良い。

さらに、上記した車両の走行状態を点滅デューティ比の相対比で表現するのであれば、車両の走行状態が左操舵および右操舵の一方、加速および減速の一方、左バンクおよび右バンクの一方、ならびに左旋回および右旋回の一方のいずれかであると、一つの赤外マーカの点滅デューティ比を他の一つの赤外マーカの点滅デューティ比よりも大きくし、車両の走行状態が左操舵および右操舵の他方、加速および減速の他方、左バンクおよび右バンクの他方、ならびに左旋回および右旋回の他方のいずれかであると、前記他の一つの赤外マーカの点滅デューティ比を前記一つの赤外マーカの点滅デューティ比よりも大きくするようにしてもよい。 この場合も前記位相制御の場合と同様に、点滅デューティ比が操舵角、加減速度、バンク角および旋回角のいずれかの量の関数となるようにすれば、対向車両や後続車両では自車両の走行状態を定量的に把握できるようになる。

図５は、各赤外マーカの発光パターンを車両の走行状態に応じて変化させるさらに他の実施形態のタイミングチャートであり、ここでも２つの赤外マーカ１１，１２に着目して説明する。

たとえば、ハンドル舵角が０°（直進）、時速５０Kmで走行中の発光パターンが同図(a)の通りであるならば、ハンドルが右方向に舵角５°まで操舵され、かつ車速が時速３０Kmまで減速され、これが走行状態検知部１７により検知されると、走行状態検知部１７はパルス発生器１６に対して赤外マーカ１２の点滅位相を赤外マーカ１１の点滅位相に対して舵角５°に相当する角度だけ遅らせるよう指示すると共に、赤外マーカ１２のデューティ比を時速３０Kmに相当する比率まで低くするように指示する。 この結果、同図(b)に示したように、パルス発生器１６から赤外マーカ１２のスイッチングトランジスタTr2に出力されるパルス信号は、その位相がスイッチングトランジスタTr1に出力されるパルス信号に対して５°だけ遅角されると共に、デューティ比が時速３０Km相当まで低くなる。

本実施形態によれば、赤外マーカ１２の発光パターンが車両の走行状態に応じて変化するので、認識装置を備えた後続車両あるいは対向車両では、被認識車両の存否のみならず、その走行状態までも認識できるようになる。

また、本実施形態によれば、３つの赤外マーカ１１，１２，１３が車体の正面視で仮想的な三角形１４の各頂点位置に分散配置されるので、認識装置側では、当該車両を撮影した赤外映像上で検知される赤外光源が赤外マーカのものであるか、あるいは他の外光のものであるかを容易かつ素早く識別できるようになる。

さらに、本実施形態では３つの赤外マーカ１１，１２，１３を頂点とする三角形１４の内側に前照灯３が配置されるようにしたので、輝度が高く認識し易い前照灯３の位置を基準にして、その周囲を優先的に検索すれば、全ての赤外マーカを簡単かつ素早く認識できるようになる。

図６は、前記赤外マーカの他の配置例を示した自動二輪車の正面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

本実施形態では、前記第１実施形態において左右一対のサイドミラー１２（Ｌ，Ｒ）の裏面に設置された第１赤外マーカ１１および第２赤外マーカ１２の代わりに、前記フロントカウル１の左右両端部の近傍であって前照灯３よりも高い位置に、車体前方を指向して左右一対の第１赤外マーカ２１および第２赤外マーカ２２が設置されている。 第３赤外マーカ２３は、上記した実施形態と同様に、フロントカウル１の前記前照灯３の下方位置に設置されている。

本実施形態でも、当該車両の正面視の赤外映像では、第１ないし第３赤外マーカ２１，２２，２３を頂点として内側に前照灯３が配置された逆三角形２４が認識されることになる。

図７は、前記赤外マーカの他の配置例を示した自動二輪車の正面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

本実施形態では、左右のハンドルグリップ５（Ｌ，Ｒ）の端部に、車体前方を指向して一対の第１赤外マーカ４１および第２赤外マーカ４２が設けられている。 さらに、フロントカウル１の前記前照灯３の下方位置には第３赤外マーカ４３が、車体前方を指向して設けられている。

本実施形態でも、当該車両の正面視の赤外映像では、第１ないし第３赤外マーカ４１，４２，４３を頂点として内側に前照灯３が配置された逆三角形４４が認識されることになる。 また、第１および第２赤外マーカ４１，４２をハンドルグリップ５に設ければ、特に操舵角が大きくなる低速走行時に、その操舵方向に位置している被認識装置で各赤外マーカを容易に認識できるようになる。

なお、上記した各実施形態では、フロントカウル１を備えた二輪車を例にして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、フロントカウルを備えていない自動二輪車へも同様に適用できる。

図８は、フロントカウルを備えていない自動二輪車における赤外マーカの配置例を示した正面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

フロントカウルを備えていない自動二輪車であれば、左右のウインカランプ４（Ｌ，Ｒ）を支持する左右一対のウインカステー１０１（Ｌ，Ｒ）、メータユニット１０２、ハンドルステー１０３、左右一対のハンドルパイプ１０４（Ｌ，Ｒ）等に前記赤外マーカを分散配置しても良い。

図９は、スクータ型自動二輪車における赤外マーカの配置例を示した正面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

本実施形態では、ハンドルの中央部を覆うように設けられたハンドルカバー８の左右に、それぞれ第１および第２赤外マーカ１１１，１１２が設けられ、フロントカバー９の先端中央部分に第３赤外マーカ１１３が設置されている。

本実施形態でも、当該車両の正面視の赤外映像では、第１ないし第３赤外マーカ１１１，１１２，１１３を頂点とする逆三角形１１４が認識されることになる。

なお、上記した各実施形態では、赤外マーカを車両の正面に設けるものとして説明したが、車両の背面に設けても良い。

図１０は、赤外マーカを車両の後部に設けた実施形態の背面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

本実施形態では、リヤカウル１２８の中央部に尾灯１２４が装備されると共に、この尾灯１２４の下方に左右一対のウインカランプ１２５（Ｌ，Ｒ）が装備されている。 尾灯１２４の左右両脇には第１および第２赤外マーカ１２１，１２２が離間して設置され、ナンバープレートホルダ１２６の下側中央部に第３赤外マーカ１２３が設置されている。

本実施形態でも、当該車両の背面視の赤外映像では、第１ないし第３赤外マーカ１２１，１２２，１２３を頂点とする逆三角形１２９が認識されることになる。

本発明に係る車両用被認識装置が搭載された自動二輪車の第１実施形態の正面図である。

赤外マーカを所定の発光パターンで発光させる駆動回路のブロック図である。

赤外マーカの発光パターンが車両の走行状態に応じて変化する様子（その１）を示した図である。

赤外マーカの発光パターンが車両の走行状態に応じて変化する様子（その２）を示した図である。

赤外マーカの発光パターンが車両の走行状態に応じて変化する様子（その３）を示した図である。

赤外マーカの他の配置例（その１）を示した自動二輪車の正面図である。

赤外マーカの他の配置例（その２）を示した自動二輪車の正面図である。

赤外マーカの他の配置例（その３）を示した自動二輪車の正面図である。

赤外マーカの他の配置例（その４）を示した自動二輪車の正面図である。

赤外マーカの他の配置例（その５）を示した自動二輪車の背面図である。

符号の説明

１…フロントカウル，２…スクリーン，３…前照灯，４，９…ウインカランプ，５…グリップ，６…サイドミラー，１１…第１赤外マーカ，１２…第２赤外マーカ，１３…第３赤外マーカ