专利名称：对象物检测系统、保护系统、车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于检测汽车等车辆的周边区域存在的对象物的对象物检测技术。
背景技术：
以往，提出了各种用于检测汽车等车辆的周边区域存在的对象物的技术。例如，在下述专利文献1中，公开了在车辆周边区域存在的对象物实际碰撞到车辆时对该对象物进行检测，并判断该对象物的种类的装置。这种装置，虽然确实具有检测车辆周边区域存在的对象物的可能性，但是由于是在实际发生车辆碰撞时进行检测的结构，因而与判断出的对象物有关的信息不能用于在车辆碰撞时进行动作的例如保护装置等的控制中。因此，由于保护装置不仅针对作为原来保护对象的行人进行动作，而且还针对行人以外的车辆、固定物进行动作，因而产生与动作后的保护装置有关的修理费用(维护费用)增加的问题。
专利文献1特开2004-196239号公报发明内容本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种在用于检测车辆周边区域存在的对象物的系统中，可以有效抑制与车辆有关的修理费用的技术。
为了解决上述问题而构成本发明。并且，本发明能够适用于以汽车为首的公共汽车、电车、船舶等各种车辆中，在车辆发生碰撞时对碰撞对象物进行判断的技术。
本发明的第1发明解决上述问题的本发明的第1发明是技术方案1所述的对象物检测系统，至少包括检测装置和判断装置。
本发明的检测装置构成安装在车辆上，相对于其车辆周边区域所存在的对象物以非接触方式检测与该对象物的形状有关的信息的装置。由此，在对象物未碰撞到车辆的状态下，通过检测装置检测出与对象物的形状有关的信息。
这里所说的“车辆周边区域”是位于该车辆本身的周边的区域，不仅指车辆前方，还广泛地包含车辆侧方等。并且，这里所说的“对象物”，是该车辆本身以外的行驶车辆、停止车辆和停车车辆、电线杆、护栏、路标、房屋、墙、路上掉落物等固定物、或行人、骑自行车的人、坐在轮椅上的人，例如移动或处于停止状态的交通弱者等。并且，这里所说的“与对象物的形状有关的信息”，可采用对象物的高度、横向宽度、投影面积、体积等。并且，关于该车辆本身和对象物的相对动作，例如具有向相互靠近的方向动作的方式、一方从后方追上另一方的动作方式、相互平行地移动的方式、一方横截另一方地进行动作的方式等。
作为本发明的检测装置的具体例，能够适当地使用CCD摄像机、C-MOS摄像机、激光束传感器、毫米波传感器、远红外线摄像机、近红外线摄像机、可视光摄像机、可视光及红外线谱带的动态范围摄像机、超声波传感器等可检测对象物的各种装置。
本发明的判断装置构成在车辆发生碰撞之前根据检测装置的检测信息判断对象物是不是人的装置。关于该判断，当检测装置检测出的对象物是行人、骑自行车的人、坐在轮椅上的人时，判断为该对象物是人。通过该判断装置判断出的判断信息，可适用于控制仅在原来对象物是人时进行动作即可的控制对象，典型的为，用于控制在车辆发生碰撞时为了对车外所存在的人进行保护而动作的保护装置。
如上所述，根据技术方案1所述的对象物检测系统，通过采用在车辆发生碰撞之前检测车辆周边区域存在的对象物并判断该对象物是不是人的结构可以有效地进行控制，以使控制对象仅在对象物是人时进行动作，所述控制对象仅在原来对象物是人时进行动作即可。因此，通过防止控制对象针对人以外的车辆、固定物进行动作，能够抑制与控制对象等、车辆有关的修理费用(维护费用)。
本发明的第2发明并且，解决上述问题的本发明的第2发明是技术方案2所述的对象物检测系统。在该对象物检测系统中，技术方案1所述的判断装置根据检测装置的检测信息，在判断出对象物是人时进一步判断该人的体型。由此，在车辆发生碰撞之前通过判断装置判断人的高度(身高)、横向宽度(腰宽、肩宽等)、投影面积、体积等体型。通过该判断装置判断出的判断信息可适用于根据人的体型差异而改变动作方式的控制对象，典型的为，在车辆碰撞时为了对车外所存在的人进行保护而使动作方式可根据人的体型差异改变的(变化的)保护装置的控制。例如，在通过展开膨胀的气囊进行保护的保护装置中，使气囊的膨胀时间、膨胀压力、膨胀速度等可以根据人的体型差异而改变。
因此，根据技术方案2所述的对象物检测系统，通过采用在车辆发生碰撞之前检测车辆周边区域存在的对象物并判断该对象物是不是人，进一步判断该人的体型的结构，尤其可以有效控制动作方式根据人的体型差异而改变的控制对象。
本发明的第3发明并且，解决上述问题的本发明的第3发明是技术方案3所述的对象物检测系统。在该对象物检测系统中，技术方案1或技术方案2所述的检测装置，相对于对象物以非接触方式进一步检测车辆和对象物的相对速度及相对位置中的至少一个。
采用技术方案3所述的对象物检测系统的这种结构，除了能够抑制与车辆有关的修理费用以外，利用检测装置不仅能够检测出与对象物形状有关的信息，还能够检测出车辆和对象物的相对速度及相对位置中的至少一个。
本发明的第四发明并且，解决上述问题的本发明的第四发明是技术方案4所述的对象物检测系统。该对象物检测系统，在技术方案3所述的结构中，还包括碰撞预测装置。该碰撞预测装置构成根据检测装置检测出的相对速度及相对位置中的至少一个而预测车辆和对象物的碰撞的装置。
采用技术方案4所述的对象物检测系统的这种结构，可进一步根据检测装置的检测信息而预测车辆和对象物的碰撞。
本发明的第五发明并且，解决上述问题的本发明的第五发明是技术方案5所述的对象物检测系统。技术方案5所述的该对象物检测系统，在技术方案1至4中任一项所述的结构中，还包括碰撞检测装置。该碰撞检测装置构成检测车辆和对象物发生碰撞的装置。
作为本发明的碰撞检测装置的具体例，能够适当地使用根据车辆碰撞时作用在车辆上的加速度而检测发生碰撞的加速度式碰撞传感器、光缆式碰撞传感器、车辆构造物位移检测式碰撞传感器、车辆构造物位移速度检测式碰撞传感器、电极开关式碰撞传感器、磁场变化检测式碰撞传感器、皮重(風袋)内压力变化检测式碰撞传感器等可检测出发生碰撞的各种传感器。
采用技术方案5所述的对象物检测系统的这种结构，可进一步检测车辆和对象物发生碰撞。
本发明的第六发明并且，解决上述问题的本发明的第六发明是技术方案6所述的保护系统。技术方案6所述的该保护系统，至少包括技术方案1至技术方案5中任一项所述的对象物检测系统、保护装置和控制装置。
本发明的保护装置构成车辆发生碰撞时为了缓冲作用在所述对象物上的冲击而进行动作的装置。作为该保护装置，可采用气囊本身向保护区域展开膨胀的方式、长形或板状的受冲击部件(缓冲部件)通过驱动臂、气囊等驱动装置而向保护区域突出的方式。
本发明的控制装置构成控制保护装置的动作方式的装置，特别是在判断装置判断出对象物是人时，向保护装置输出动作信号而构成。典型的为，该控制装置以及其他技术方案所述的控制装置由CPU(演算处理装置)、输入输出装置、存储装置、外围装置等构成。
采用技术方案6所述的保护系统的这种结构，通过仅在对象物是人时向保护装置输出动作信号，能够防止对象物是人以外的车辆、固定物时保护装置进行动作，能够抑制与动作后的保护装置有关的修理费用(维护费用)。
本发明的第七发明并且，解决上述问题的本发明的第七发明是技术方案7所述的保护系统。技术方案7所述的该保护系统，至少包括技术方案2所述的对象物检测系统、保护装置和控制装置。
本发明的保护装置构成为了缓冲车辆发生碰撞时作用在上述对象物上的冲击而进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成控制保护装置的动作方式的装置，特别是在判断装置判断出对象物是人，并进一步判断出该人的体型时，根据人的体型差异而改变保护装置的动作方式地进行控制。具体而言，能够采用以下第1至第四方式。作为第1方式，采用根据人的体型差异而改变向保护装置输出动作信号的输出时间的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型差异而改变气囊的膨胀时间。并且，作为第2方式，采用根据人的体型差异而改变保护装置施加在人身上的力的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型差异而改变气囊的膨胀压力、膨胀速度等。并且，作为第3方式，当保护装置由多个保护部分构成时，采用根据人的体型差异而对输出到各保护装置的动作信号设置时间差的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的多个气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型差异而改变气囊之间的膨胀时间。并且，作为第四方式，当保护装置由多个保护部分构成时，采用根据人的体型差异而改变输出动作信号的保护装置的数量、组合的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的多个气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型差异而改变膨胀的气囊的数量、组合。
采用技术方案7所述的保护系统的这种结构，通过在车辆发生碰撞之前检测车辆周边区域存在的对象物并判断该对象物是不是人，进一步判断该人的体型的结构，尤其可以有效控制根据人的体型差异而改变动作方式的保护装置。
本发明的第八发明并且，解决上述问题的本发明的第八发明是技术方案8所述的保护系统。技术方案8所述的该保护系统，至少包括技术方案3所述的对象物检测系统、碰撞预测装置、保护装置和控制装置。
本发明的碰撞预测装置构成根据检测装置检测出的相对速度及相对位置中的至少一个而预测车辆和对象物的碰撞的装置。
本发明的保护装置构成为了缓冲车辆发生碰撞时作用在上述对象物上的冲击而进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成对保护装置的动作方式进行控制的装置，特别形成在判断装置判断出对象物是人，并且碰撞预测装置预测到车辆和对象物的碰撞时，向保护装置输出动作信号的结构。
采用技术方案8所述的保护系统的这种结构，在对象物是人的情况下，进一步预测到车辆和对象物发生碰撞时，可以向保护装置输出动作信号。
本发明的第九发明并且，解决上述问题的本发明的第九发明是技术方案9所述的保护系统。技术方案9所述的该保护系统，至少包括技术方案3所述的对象物检测系统、碰撞检测装置、保护装置和控制装置。
本发明的碰撞检测装置构成检测车辆和对象物发生碰撞的装置，具有与技术方案5所述的碰撞检测装置相同的结构。
本发明的保护装置构成为了缓冲车辆发生碰撞时作用在上述对象物上的冲击而进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成对保护装置的动作方式进行控制的装置，特别形成在判断装置判断出对象物是人，并且碰撞预测装置预测到车辆发生碰撞时，向保护装置输出动作信号的结构。
采用技术方案9所述的保护系统的这种结构，在对象物是人的情况下，进一步检测出实际车辆发生碰撞时可以向保护装置输出动作信号。
本发明的第十发明并且，解决上述问题的本发明的第十发明是技术方案10所述的保护系统。在技术方案10所述的该保护系统中，技术方案6至技术方案9中任一项所述的保护装置至少包括第1保护装置、第2保护装置和第3保护装置。第1保护装置构成可在车辆前端部的保护区域进行动作的保护装置。第2保护装置构成可在车辆发动机罩上方的保护区域进行动作的保护装置。第3保护装置构成可在车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的保护装置。特别是在对象物是人时，假设在车辆碰撞时人处于车辆各个部位中从车辆前端部至车辆前风挡玻璃上方的区域的情况。并且，如本发明所述，通过使用可在车辆前端部的保护区域、车辆发动机罩上方的保护区域、车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的保护装置，能够彻底保护车辆外的人。
本发明的第十一发明并且，解决上述问题的本发明的第十一发明是技术方案11所述的保护系统。技术方案11所述的该保护系统，至少包括检测系统、判断装置、保护装置和控制装置。
本发明的检测装置构成安装在车辆上，相对于其车辆周边区域所存在的对象物以非接触方式检测与该对象物形状有关的信息及与该对象物的相对速度有关的信息中的至少一个信息的装置。
本发明的判断装置构成在车辆发生碰撞之前根据检测装置的检测信息而判断对象物是不是人的装置，具有与技术方案1所述的判断装置相同的结构。
本发明的保护装置构成车辆发生碰撞时为了缓冲作用在所述对象物上的冲击可以进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成对保护装置的动作方式进行控制的装置，特别是在判断装置判断出上述对象物是人时，根据检测装置检测出的信息而改变保护装置的动作方式地进行控制。具体而言，能够采用以下第1至第四方式。作为第1方式，采用根据人的体型、相对速度的差异而改变向保护装置输出动作信号的输出时间的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型、相对速度的差异而改变气囊的膨胀时间。并且，作为第2方式，采用根据人的体型、相对速度的差异而改变保护装置施加在人身上的力的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型、相对速度的差异而改变气囊的膨胀压力、膨胀速度等。并且，作为第3方式，当保护装置由多个保护部分构成时，采用根据人的体型、相对速度的差异而对输出到各个保护装置的动作信号设置时间差的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的多个气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型、相对速度的差异而改变气囊之间的膨胀时间。并且，作为第四方式，当保护装置由多个保护部分构成时，采用根据人的体型、相对速度的差异而改变输出动作信号的保护装置的数量、组合的方式。在这种情况下，在通过展开膨胀的多个气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型、相对速度的差异而改变膨胀的气囊的数量、组合。
采用技术方案11所述的保护系统的这种结构，通过可根据人的体型、相对速度的差异而改变保护装置的动作方式的结构，能够对车辆外的人实现最佳保护。
本发明的第十二发明并且，解决上述问题的本发明的第十二发明是技术方案12所述的保护系统。在技术方案12所述的该保护系统中，技术方案11所述的保护装置至少包括第1保护装置、第2保护装置和第3保护装置。第1保护装置构成可在车辆前端部的保护区域进行动作的保护装置。第2保护装置构成可在车辆发动机罩上方的保护区域进行动作的保护装置。第3保护装置构成可在车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的保护装置。
并且，控制装置形成如下结构在判断装置判断出对象物是人时，根据检测装置检测出的信息，通过改变第1至第3保护装置中的输出动作信号的对象的数量、组合而改变动作信号的输出方式。例如，可采用在通过展开膨胀的多个气囊进行保护的保护装置中，根据人的体型、相对速度的差异而改变展开膨胀的气囊的数量、组合的结构。
根据技术方案12所述的保护系统的这种结构，通过可根据人的体型、相对速度的差异而改变进行动作的保护装置的数量、组合，能够对车辆外的人实现最佳保护。
本发明的第十三发明并且，解决上述问题的本发明的第十三发明是技术方案13所述的保护系统。技术方案13所述的该保护系统，至少包括检测装置、判断装置、保护装置和控制装置。
本发明的检测装置构成安装在车辆上，相对于其车辆周边区域所存在的对象物以非接触方式检测与该对象物形状有关的信息及与该对象物的相对速度有关的信息的装置。
本发明的判断装置构成在车辆发生碰撞之前根据检测装置的检测信息而判断对象物是不是人的装置，具有与技术方案1所述的判断装置相同的结构。
本发明的保护装置构成车辆发生碰撞时为了缓冲作用在所述对象物上的冲击而进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成对保护装置的动作方式进行控制的装置，特别是形成在判断装置判断出对象物是人，检测装置检测出的接近相对速度超过预先设定的阈值时，向保护装置输出动作信号的结构。该接近相对速度被规定为车辆和对象物向相互靠近的方向移动时的相对速度，与该相对速度有关的阈值(基准值)，根据预先执行的测试、分析的结果而进行设定。例如可求出达到车辆发生碰撞的可能性高的相对速度区域和达到车辆发生碰撞的可能性低的相对速度区域，并在其间的区域设定阈值。
根据技术方案13所述的保护系统的这种结构，在对象物是人的情况下，进一步在接近相对速度超过预先设定的阈值时可以向保护装置输出动作信号。
本发明的第十四发明并且，解决上述问题的本发明的第十四发明是技术方案14所述的保护系统。技术方案14所述的该保护系统，至少包括检测装置、判断装置、保护装置和控制装置。
本发明的检测装置构成安装在车辆上，相对于其车辆周边区域所存在的对象物以非接触方式检测与该对象物形状有关的信息及该对象物的相对速度有关的信息的装置。
本发明的判断装置构成在车辆发生碰撞之前根据检测装置的检测信息而判断对象物是不是人的装置，具有与技术方案1所述的判断装置相同的结构。
本发明的保护装置构成车辆发生碰撞时为了缓冲作用在所述对象物上的冲击而进行动作的装置，具有与技术方案6所述的保护装置相同的结构。
本发明的控制装置构成对保护装置的动作方式进行控制的装置，特别是形成在判断装置判断出对象物是人，车辆的行驶速度在预先设定的基准范围内，并且检测装置检测出的接近相对速度超过预先设定的阈值时，向保护装置输出动作信号的结构。例如使用已设在车辆上的速度检测传感器检测出车辆的行驶速度。接近相对速度被规定为车辆和对象物向相互靠近的方向移动时的相对速度。与车辆的行驶速度及接近相对速度有关的阈值(基准值)，根据预先执行的测试、分析的结果而进行设定。例如可求出车辆发生碰撞的可能性较高的行驶速度及相对速度区域的组合和车辆发生碰撞的可能性较低的行驶速度及相对速度区域的组合，并在其间的区域设定阈值。作为一例，可以将与车辆行驶速度有关的阈值设定在每小时10～30km之间的值或数值范围。
采用技术方案14所述的保护系统的这种结构，在对象物是人的情况下，进一步在车辆的行驶速度及接近相对速度超过预先设定的阈值时可以向保护装置输出动作信号的结构。
本发明的第十五发明并且，解决上述问题的本发明的第十五发明是技术方案15所述的保护系统。在技术方案15所述的该保护系统中，技术方案6至技术方案14中任一项所述的检测装置采用组合多个单一摄像机传感器而成的立体摄像机传感器构成。例如可以采用在汽车的左右各个车门上后视镜上设置了单一摄像机传感器的结构。
根据技术方案15所述的保护系统的这种结构，通过使用立体摄像机传感器能够检测更广范围的对象物。
本发明的第十六发明并且，解决上述课题的本发明的第十六发明是技术方案16所述的车辆。技术方案16所述的该车辆，构成装载有技术方案6至技术方案15中任一项所述的保护系统的车辆。
根据技术方案16所述的车辆的这种结构，能够抑制与动作后的保护装置有关的修理费用(维护费用)。
发明效果如上所述，根据本发明提供一种技术，在检测车辆周边区域所存在的对象物的系统中，特别是通过采用相对于该对象物以非接触方式检测与对象物形状有关的信息，并根据其检测信息在车辆发生碰撞之前判断该对象物是不是人的结构，可以有效抑制与车辆有关的修理费用。
图1是表示装载本发明一实施方式的保护系统100的车辆10的简要结构的图。
图2是表示图1中的保护系统100的系统结构的图。
图3是图2中的保护系统100的动作所涉及的交通弱者保护控制的流程图。
图4是交通弱者W为身材高大的成年人的情况下说明保护系统100的动作的图。
图5是交通弱者W为身材高大的成年人的情况下说明保护系统100的动作的图。
图6是交通弱者W为身材矮小的成年人的情况下说明保护系统100的动作的图。
图7是交通弱者W为身材矮小的成年人的情况下说明保护系统100的动作的图。
图8是交通弱者W为儿童的情况下说明保护系统100的动作的图。
图9是交通弱者W为儿童的情况下说明保护系统100的动作的图。
图10是另一实施方式中的交通弱者保护控制的流程图。
图11是与摄像机传感器110的配置有关，表示另一实施方式的图。
在图1中表示装载本发明中一实施方式的保护系统100的车辆10的简要结构，在图2中表示图1的保护系统100的系统结构。
如图1及图2所示，装载在车辆10上的保护系统100至少包括摄像机传感器110、输入元件120、碰撞检测传感器130、控制单元140、第1车外保护装置150、第2车外保护装置160、第3车外保护装置170以及乘员保护装置180。
摄像机传感器110构成具有检测在车辆10的前方、侧方等车辆周边区域(例如图1中的可检测区域112)内所存在的对象物的功能的单一摄像机传感器。该摄像机传感器110是相对于对象物以非接触方式检测该对象物的有无及形状的装置，构成本发明中的“检测装置”。在本实施方式中，该摄像机传感器110安装在设置于前风挡玻璃(风挡玻璃)12的车内侧的外壳16上。并且，在该外壳16上安装有车室内后视镜14。作为该摄像机传感器110可以使用CCD摄像机、C-MOS摄像机。该摄像机传感器110所检测出的信息被传递到控制单元140，用于对车外保护装置150～170、乘员保护装置180等进行控制。
并且，代替该摄像机传感器110，能够适当地使用已知结构的激光束传感器、毫米波传感器、远红外线摄像机、近红外线摄像机、可视光摄像机、可视光及红外谱带的动态范围摄像机、超声波传感器等可检测出对象物的各种装置。
输入元件120构成具有始终或每隔规定时间检测与该车辆本身即车辆10有关的各种信息、与对象物有关的各种信息的功能的元件。具体而言，利用该输入元件120检测车辆10的速度、每单位时间的速度变化率、车辆10与对象物之间的相对速度及每单位时间的相对速度变化率、车辆10与对象物之间的相对位置等。该输入元件120所检测出的信息被传递到控制单元140，用于对车外保护装置150～170、乘员保护装置180等进行控制。
碰撞检测传感器130构成具有检测车辆10的发生碰撞的功能的传感器。该碰撞检测传感器130，在本发明中，相当于“检测车辆和对象物发生碰撞的碰撞检测装置”。在本实施方式中，该碰撞检测传感器130安装在车辆10的前端部18的左右。作为该碰撞检测传感器130，可以使用加速度式碰撞传感器，该加速度式碰撞传感器在车辆碰撞时根据作用在车辆10上的3轴(X轴、Y轴、Z轴)方向上的加速度而检测发生碰撞。并且，代替该加速度式碰撞传感器或在该加速度式碰撞传感器的基础上，还能够适当地使用已知结构的光缆式碰撞传感器、车辆构造物位移检测式碰撞传感器、车辆构造物位移速度检测式碰撞传感器、电极开关式碰撞传感器、磁场变化检测式碰撞传感器、皮重内压力变化检测式碰撞传感器等可检测出碰撞发生的各种传感器。
控制单元140包括已知结构的CPU(运算装置)142、ROM144、RAM 146、输入输出装置及外围装置(省略图示)等，其具有如下功能至少根据来自输入元件120及碰撞检测传感器130的信息，进行各种运算处理、判断处理、预测处理、存储处理，并且至少向车外保护装置150～170(对应于本发明中的“保护装置”)及乘员保护装置180输出控制信号。该控制单元140构成本发明中的“判断装置”、“控制装置”及“碰撞预测装置”。因此，通过组合作为检测装置的摄像机传感器110和作为判断装置的控制单元140，构成本发明中的“对象物检测系统”。
并且，该控制单元140可以兼用作对车辆10进行全面控制的控制装置，也可以专用于控制保护系统100。
第1车外保护装置150构成在车辆10的前端部(前保险杠或保险杠骨架)18周边的保护区域(图1中的第1保护区域152)中，在发生车辆事故时缓冲作用在交通弱者上的冲击而保护该交通弱者的装置。该第1保护区域152是指，在从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中，最靠向车辆前方侧并且距路面的高度相对较低的区域。本实施方式的第1车外保护装置150是指，内置于车辆10的前端部18中的气囊方式的保护装置，虽然未特别图示，其形成下述结构借助于由充气机供给的气体而展开膨胀的气囊，在第1保护区域152直接挡住交通弱者，并缓冲该交通弱者所受到的冲击。作为其他结构，可以采用车辆10的前端部本身，或设在该前端部上的长形或板状的受冲击部件(缓冲部件)通过驱动臂、气囊等驱动装置向车辆前方或车辆上方突出的方式。
该第1车外保护装置150相当于本发明中的“可在车辆前端部的保护区域进行动作的第1保护装置”。
并且，第2车外保护装置160构成在车辆10的发动机罩20上方的保护区域(图1中的第2保护区域162)中，在发生车辆事故时缓冲作用在交通弱者上的冲击而保护该交通弱者的装置。该第2保护区域162是指，在从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中，位于中间部分并且距路面的高度相对中等的区域。本实施方式的第2车外保护装置160是内置于车辆10的发动机罩20下方的气囊方式的保护装置，虽然并未特别图示，其形成下述结构借助于从充气机供给的气体而展开膨胀的气囊，在第2保护区域162直接挡住交通弱者，并缓冲该交通弱者所受到的冲击。作为其他结构，可采用发动机罩20本身通过驱动臂、气囊等驱动装置向车辆上方弹起的方式。
该第2车外保护装置160相当于本发明中的“可在车辆发动机罩上的保护区域进行动作的第2保护装置”。
并且，第3车外保护装置170构成在车辆10的前风挡玻璃12上方的保护区域(图1中的第3保护区域172)中，在发生车辆事故时缓冲作用在交通弱者上的冲击而保护该交通弱者的装置。该第3保护区域172是指，在从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中，最靠向车辆后方侧并且距路面的高度相对较高的区域。本实施方式的第3车外保护装置170是内置于车辆10的前风挡玻璃12与发动机罩20的边界区域下方的气囊方式的保护装置，虽然并未特别图示，其形成下述结构借助于从充气机供给的气体而展开膨胀的气囊，在第3保护区域172直接挡住交通弱者，并缓冲该交通弱者所受到的冲击的。作为其他结构，可采用长形或板状的受冲击部件(缓冲部件)通过驱动臂、气囊等驱动装置而向前风挡玻璃12上突出的方式。
该第3车外保护装置170相当于本发明中的“可在车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的第3保护装置”。
乘员保护装置180是具有在车辆碰撞时保护车辆乘员的功能的装置，虽然并未特别图示，其采用内置于驾驶座的方向盘、副驾驶座的仪表板、车门内饰、座椅、车柱等中的各种气囊、预先向座椅安全带施加规定张力的预张紧器等而构成。
接着，参照图3至图10，说明上述结构的保护系统100的动作。
在图3中表示了图2的保护系统100的动作所涉及的交通弱者保护控制的流程图。其中，本实施方式的“交通弱者保护控制”是由上述结构的控制单元140执行的。
在图3所示的交通弱者保护控制中，首先在步骤S10利用摄像机传感器110检测对象物。此时，通过该摄像机传感器110检测出对象物的有无及形状。并且，在测定摄像机传感器110检测出的该对象物和车辆10(该车辆本身)之间的相对速度的情况下(步骤S12中的“是”的情况)，进入步骤S14；未测定摄像机传感器110检测出的该对象物和车辆10(该车辆本身)之间的相对速度的情况下(步骤S12中的“否”的情况)，进入步骤S18。
在步骤S14测定对象物和车辆10(该车辆本身)之间的相对速度后，在步骤S16进行对象物和车辆10的碰撞不可避免的判断，存储其判断结果后进入步骤S18。在步骤S16，除了在步骤S14测定的相对速度以外，可使用车辆10的行驶速度数据、对象物和车辆10之间的相对位置数据等，并通过适当组合必要数据而进行碰撞不可避免的判断。
作为一例，当车辆10和对象物向相互靠近的方向移动时的接近相对速度、该接近相对速度和车辆10的行驶速度超过根据预先执行的测试、分析的结果而设定的阈值(基准值)时，判断为碰撞不可避免。作为与车辆10的行驶速度有关的阈值，例如可以采用每小时10～30km之间的值或数值范围。或者，对象物和车辆10之间的相对位置在根据预先执行的测试、分析的结果而设定的阈值(基准值)以下时，判断为碰撞不可避免。根据接近相对速度等的信息而判断为碰撞不可避免的可能性较高时，还能够向车辆的驱动系统输出进行碰撞回避处理的控制信号。其结果是，碰撞不可避免的可能性仍然较高时判断为碰撞不可避免，能够回避碰撞时判断为碰撞可避免。
并且，在本实施方式中，还可以根据需要而省略上述步骤S14和步骤S16中的处理。
在步骤S18，根据摄像机传感器110检测出的、与对象物形状有关的信息而在车辆发生碰撞之前判断该对象物是不是交通弱者(人)。摄像机传感器110检测出的对象物为交通弱者时(步骤S18的“是”的情况)进入步骤S20；不是交通弱者时(步骤S18的“否”的情况)直接结束交通弱者保护控制。
在步骤S20测定检测出的交通弱者的高度(身高)H。根据该测定，判断交通弱者的身高(体型)，判断交通弱者例如是身材高大的成年人，或身材矮小的成年人，或儿童等。即，在本实施方式中，当对象物判断为交通弱者(人)时，进一步在车辆发生碰撞之前判断该交通弱者的体型。然后，在步骤S22进行车外保护装置150～170的动作条件的设定。该动作条件的设定，除了交通弱者的高度H的测定数据以外，在测定相对速度时根据该测定涉及的数据进行设定。
并且，作为在步骤S20判断交通弱者的体型时所测定的数据，可适当选择交通弱者的高度(身高)、横向宽度(腰宽、肩宽等)、投影面积、体积等中的一个或多个数据。
其结果是，在步骤S22，设定从控制单元140向车外保护装置150～170输出的动作信号的方式，具体而言，确定(选定)构成车外保护装置150～170的各充气机中输出动作信号的对象、设定动作信号的输出时间、动作信号的输出顺序等。特别是，根据步骤S20的测定数据判断交通弱者时，能够决定是否有必要使用车外保护装置150～170中的任意装置在从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域进行保护。
并且，在步骤S24的车外保护装置动作处理中，根据在步骤S16中得出的碰撞不可避免的判断结果和在步骤S22中设定的动作条件，控制车外保护装置150～170。例如，在步骤S16判断为碰撞不可避免时，根据在步骤S22设定的动作条件决定动作信号、即对于车外保护装置150～170中的哪个装置以怎样的时间输出动作信号(控制信号)，并通过根据该动作条件而输出的动作信号，起动各车外保护装置。在后文中利用图4至图9对于各车外保护装置的具体动作方式进行描述。
并且，除了这样的方式以外，还可以采用在步骤S16判断为碰撞不可避免后，在步骤S18将对象物判断为交通弱者时，不执行步骤S20而直接进入步骤S22及步骤S24，并向车外保护装置150～170输出动作信号(控制信号)的结构。即，将对象物判断为交通弱者时，也可以直接进行车外保护装置150～170的控制，而不对该交通弱者的体型进行判断。
其中，在图4至图9中，表示了与上述交通弱者保护控制的步骤S20至步骤S24对应的保护系统100的动作的具体例。图4及图5是用于说明交通弱者W为身材高大的成年人的情况的图，图6及图7是用于说明交通弱者W为身材矮小的成年人的情况的图，图8及图9是用于说明交通弱者W为儿童的情况的图，如图4所示，摄像机传感器110检测车辆10的前方的对象物并测定高度H的结果，该高度H超过预先设定的上侧基准值Ha时，判定为图中的交通弱者W为身材高大的成年人(或高个子的人)。如图5所示，假设当发生碰撞事故时该交通弱者W存在于从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中的大致全部区域(第1保护区域152～第3保护区域172)的情况。因此，在本实施方式中，在上述步骤S24的车外保护装置动作处理中，进行控制，以使包罗第1保护区域152～第3保护区域172的全部车外保护装置150～170进行动作。此时，也可以在规定的时间同时对车外保护装置150～170同时输出动作信号，或者也可以对输出到车外保护装置150～170的动作信号设置时间差。由此，对于作为身材高大的成年人(或高个子的人)的交通弱者W，通过第1车外保护装置150保护腿部，通过第2车外保护装置160保护胸部及腹部，通过第3车外保护装置170保护头部。
如图6所示，摄像机传感器110检测车辆10的前方的对象物并测定高度H的结果，该高度H在预先设定的上侧基准值Ha和下侧基准值Hb之间时，判定为图中的交通弱者W为身材矮小的成年人(或中等个子的人)。如图7所示，假设W当发生碰撞事故时该交通弱者存在于从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中的第1保护区域152及第2保护区域162的情况。因此，在本实施方式中，在上述步骤S24的车外保护装置动作处理中，进行控制，以使包罗第1保护区域152的第1车外保护装置150和包罗第2保护区域162的第2车外保护装置160进行动作。此时，也可以在规定的时间同时对车外保护装置150、160输出动作信号，或者也可以对输出到车外保护装置150、160的动作信号设置时间差。由此，对于身材矮小的成年人(或中等个子的人)即交通弱者W，通过第1车外保护装置150保护腿部，通过第2车外保护装置160保护胸部、腹部及头部。
如上所述，在本实施方式中，采用仅在对象物为交通弱者(人)时向车外保护装置150～170(保护装置)输出动作信号，并且进行动作的车外保护装置150～170的数量、组合可以根据交通弱者的体型差异而改变的结构。并且，代替这样的结构，还可以采用进行动作的车外保护装置150～170的数量、组合可以根据车辆10和对象物(交通弱者)之间的相对速度的差异而改变的结构。
如图8所示，摄像机传感器110检测车辆10的前方的对象物并测定高度H的结果，该高度H在预先设定的下侧基准值Hb以下时，判定为图中的交通弱者W为儿童(或小个子的人)。如图9所示，假设当发生碰撞事故时该交通弱者W存在于从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域中的第1保护区域152附近的情况。因此，在本实施方式中，在上述步骤S24的车外保护装置动作处理中，进行控制，以使包罗第1保护区域152的第1车外保护装置150进行动作。由此，对于作为儿童(或小个子的人)的交通弱者W，通过第1车外保护装置150保护腿部、胸部、腹部及头部的全体。
特别是在本实施方式中，关于第1车外保护装置150的第1保护区域152，使该第1保护区域152的下侧到达地面，在该区域气囊或缓冲部件等的下端部分延伸至地面地展开膨胀。根据这样的结构，能够进一步阻止交通弱者W进入车辆10的下部的现象、即所谓的“卷入现象”的发生。
并且，当根据碰撞检测传感器130的检测信息而判定发生碰撞事故时，向乘员保护装置180输出动作控制信号。此时构成乘员保护装置180的气囊向乘员保护区域展开膨胀，由此对乘员进行保护。
并且，作为图3所示的交通弱者保护控制的另一实施方式，可使用通过图10中的流程图表示的交通弱者保护控制。
在图3所示的交通弱者保护控制中，对于与是否实际发生碰撞事故无关地执行步骤S24的车外保护装置动作处理进行了描述，在图10所示的交通弱者保护控制中，以实际发生碰撞事故为条件而执行步骤S24的车外保护装置动作处理。即，在图10所示的交通弱者保护控制中，在图3所示的交通弱者保护控制的步骤S22和步骤S24之间进行步骤S23。根据碰撞检测传感器130的检测信息，通过步骤S23判定发生了碰撞事故时(步骤S23的“是”的情况)，执行步骤S24的车外保护装置动作处理。
并且，除了这种方式以外，还可以采用在步骤S16判断为碰撞不可避免后，在步骤S18将对象物判断为交通弱者时，不执行步骤S20而直接进入步骤S22～步骤S24，并以发生碰撞事故为条件而向车外保护装置150～170输出动作信号的结构。即，将对象物判断为交通弱者时，也可以直接进行碰撞事故发生的检测和车外保护装置150～170的控制，而不对该交通弱者的体型进行判断。
如上所述，根据本实施方式的车辆10、保护系统100及对象物检测系统，通过仅在对象物为交通弱者(人)时向车外保护装置150～170(保护装置)输出动作信号，能够防止在对象物为交通弱者以外的车辆、固定物时使车外保护装置150～170进行动作的情况。因此，能够防止车外保护装置150～170过度地动作，能够抑制与动作后的车外保护装置150～170有关的修理费用(维护费用)。特别是，在本实施方式中，由于是进行动作的车外保护装置150～170的数量、组合可以根据交通弱者的体型差异而改变的结构，因而可以更为有效地抑制与动作后的车外保护装置150～170有关的修理费用(维护费用)。
并且，根据本实施方式，通过使用可在从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域进行动作的车外保护装置150～170，能够彻底保护车辆外的人。特别是，通过采用进行动作的车外保护装置150～170的数量、组合可以根据交通弱者的体型差异而改变的结构，能够对交通弱者实现最佳保护。
其他实施方式本发明不限定于上述实施方式，可以进行各种应用、变形。例如能够实施应用上述实施方式的以下各个方式。
在上述实施方式中，作为检测车辆周边区域的对象物的结构，对使用单一摄像机传感器110的摄像机传感器结构进行了描述，在本发明中，不限定摄像机传感器110等检测装置的数量，可根据需要而进行适当变更。例如，如图11所示，在车辆10的左右各个车门上后视镜上设置单一摄像机传感器110，使用组合两个上述摄像机传感器110的立体摄像机传感器(对应于本发明中的“立体摄像机”)而构成摄像机传感器结构。通过采用这种结构，扩大了可检测区域112，因而能够检测更广范围的对象物(例如图11中的交通弱者W)。
并且，在上述实施方式中，对于分别构成第2车外保护装置160和车外保护装置170的情况进行了描述，在本发明中，还可以使用将这些车外保护装置形成一体的结构的单一车外保护装置。在该结构中，例如可以采用单一气囊跨越第2保护区域162及第3保护区域172地展开膨胀的结构。
并且，在上述实施方式中，虽然对于通过车外保护装置150～170这三个保护装置分担从车辆10的前端部18至前风挡玻璃12的范围内所形成的保护区域的情况进行了描述，但是在本发明中，设在该保护区域上的保护装置的数量也可根据需要而进行适当变更。
并且，在上述实施方式中，虽然对于进行动作的车外保护装置150～170的数量、组合可以根据交通弱者的体型差异而改变的结构进行了描述，但是在本发明中，也可以根据交通弱者的体型差异而改变构成车外保护装置150～170的气囊的膨胀压力、膨胀速度等。
并且，在上述实施方式中，虽然说明了将表示对象物为交通弱者的信息用于控制车外保护装置150～170的情况，但是在本发明中，还可以将表示对象物为交通弱者的该信息用于控制车外保护装置150～170以外的控制对象。
此外，在上述实施方式中，虽然对于安装在汽车上的对象物检测系统及保护系统的结构进行了描述，但是本发明也能够适用于汽车以外的车辆，例如公共汽车、电车、船舶等各种车辆。
权利要求
1.一种对象物检测系统，其特征在于，包括检测装置，安装在车辆上，相对于该对象物以非接触方式检测与该车辆周边区域所存在的对象物的形状有关的信息；和判断装置，在车辆发生碰撞之前根据所述检测装置的检测信息而判断所述对象物是不是人。
2.根据权利要求1所述的对象物检测系统，其特征在于，所述判断装置，在根据所述检测装置的检测信息判断出所述对象物是人时，进一步判断该人的体型。
3.根据权利要求1或2所述的对象物检测系统，其特征在于，所述检测装置，相对于该对象物以非接触方式进一步检测所述车辆与所述对象物的相对速度及相对位置中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的对象物检测系统，其特征在于，包括碰撞预测装置，其根据所述检测装置所检测出的所述相对速度及相对位置中的至少一个，预测所述车辆与所述对象物发生碰撞的情况。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的对象物检测系统，其特征在于，包括用于检测所述车辆和所述对象物发生碰撞的情况的碰撞检测装置。
6.一种保护系统，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的对象物检测系统；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人时，向所述保护装置输出动作信号。
7.一种保护系统，其特征在于，包括权利要求2所述的对象物检测系统；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人，并进一步判断出该人的体型时，根据人的体型改变所述保护装置的动作方式地进行控制。
8.一种保护系统，其特征在于，包括权利要求3所述的对象物检测系统；碰撞预测装置，根据所述检测装置所检测出的所述相对速度及相对位置中的至少一个，预测所述车辆和所述对象物发生碰撞的情况；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人，并且所述碰撞预测装置预测到所述车辆和所述对象物发生碰撞时，向所述保护装置输出动作信号。
9.一种保护系统，其特征在于，包括权利要求3所述的对象物检测系统；碰撞检测装置，用于检测所述车辆和所述对象物发生碰撞的情况；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人，并且所述碰撞检测装置检测出车辆发生碰撞时，向所述保护装置输出动作信号。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的保护系统，其特征在于，所述保护装置包括可在车辆前端部的保护区域进行动作的第1保护装置、可在车辆发动机罩上方的保护区域进行动作的第2保护装置和可在车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的第3保护装置。
11.一种保护系统，包括检测装置，安装在车辆上，相对于该对象物以非接触方式检测与该车辆周边区域所存在的对象物的形状有关的信息以及与该对象物的相对速度有关的信息中的至少一个；判断装置，在车辆发生碰撞之前根据所述检测装置的检测信息而判断所述对象物是不是人；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；其特征在于，所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人时，根据所述检测装置所检测出的信息而改变所述保护装置的动作方式地进行控制。
12.根据权利要求11所述的保护系统，其特征在于，所述保护装置包括可在车辆前端部的保护区域进行动作的第1保护装置、可在车辆发动机罩上方的保护区域进行动作的第2保护装置和可在车辆前风挡玻璃上方的保护区域进行动作的第3保护装置；所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人时，通过根据所述检测装置所检测出的信息改变所述第1至第3保护装置中输出动作信号的对象的数量和组合而改变动作信号的输出方式。
13.一种保护系统，包括检测装置，安装在车辆上，相对于该对象物以非接触方式检测与该车辆周边区域所存在的对象物的形状有关的信息及与该对象物的相对速度有关的信息；判断装置，在车辆发生碰撞之前根据所述检测装置的检测信息而判断所述对象物是不是人；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式，其特征在于，所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人时，在所述检测装置所检测出的接近相对速度超过预先设定的阈值的情况下，向所述保护装置输出动作信号。
14.一种保护系统，包括检测装置，安装在车辆上，相对于该对象物以非接触方式检测与该车辆周边区域所存在的对象物的形状有关的信息及与该对象物的相对速度有关的信息；判断装置，在车辆发生碰撞之前根据所述检测装置的检测信息而判断所述对象物是不是人；保护装置，可以在车辆发生碰撞时进行动作，以便缓冲作用于所述对象物上的冲击；和控制装置，控制所述保护装置的动作方式；其特征在于，所述控制装置，在所述判断装置判断出所述对象物是人时，在所述车辆的行驶速度在预先设定的基准范围内并且所述检测装置所检测出的接近相对速度超过预先设定的阈值时，向所述保护装置输出动作信号。
15.根据权利要求6至14中任一项所述的保护系统，其特征在于，所述检测装置是采用组合有多个单一摄像机传感器的立体摄像机传感器而构成的。
16.一种车辆，其装载有权利要求6至15中任一项所述的保护系统。
全文摘要
在用于检测车辆周边区域存在的对象物的系统中，提供一种可以有效抑制与车辆有关的修理费用的技术。装载在车辆(10)上的保护系统(100)，通过摄像机传感器(110)检测车辆(10)的车辆周边区域存在的对象物，并根据其检测信息判断该对象物是不是交通弱者(人)，并且根据该交通弱者的体型差异而改变车外保护装置(150～170)的动作方式。
文档编号G01C11/36GK1836939SQ200610068269
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者居川忠弘 申请人:高田株式会社