JP7395563B2

JP7395563B2 - 乗り物および乗り物用マーカ

Info

Publication number: JP7395563B2
Application number: JP2021508892A
Authority: JP
Inventors: 与至久遠藤
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2023-12-11
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: WO2020195607A1; CN113632154A; EP3951745A1; US20220001795A1; JPWO2020195607A1; EP3951745A4; US11780364B2

Description

本発明は、乗り物用のマーカに関する。

自動運転やヘッドランプの配光の自動制御のために、車両の周囲に存在する物体の位置および種類をセンシングする物体識別システムが利用される。物体識別システムは、センサと、センサの出力を解析する演算処理装置を含む。演算処理装置は、機械学習によって生成された予測モデルにもとづいて実装される。

センサは、可視光カメラ、赤外線カメラ、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、超音波ソナーなどの中から、用途、要求精度やコストを考慮して選択される。

特開２０１３－１６４９１３号公報特開２０１８－８６９１３号公報

物体識別システムによる主たる検出対象は、乗用車やトラック、バスなどの車両である。物体の検出および種類（車両、歩行者、交通標識など）を識別可能な物体識別システムは、画像処理と機械学習をベースとして比較的容易に実装することができる。

一方で、車両の向き（進行方向）や相対距離、車両のボディサイズなどについては、当該車両の行動予測に有用であるにもかかわらず、それらを従来のアーキテクチャで検出することは、演算処理量の制約等から容易でない。

本発明はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、他の乗り物に対して、本乗り物の行動予測に有用な情報や、自動運転に有用な情報を提示可能な乗り物の提供にある。

本発明のある態様は、乗り物に関する。乗り物は、乗り物の前面に取り付けられる第１マーカ群と、乗り物の後面に取り付けられる第２マーカ群と、乗り物の左側面に取り付けられる第３マーカ群と、乗り物の右側面に取り付けられる第４マーカ群と、を備える。第１マーカ群から第４マーカ群はそれぞれ、他の乗り物に搭載されるセンシングシステムによってセンシングされることにより、本乗り物に関する情報を当該センシングシステムに提供できるように、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、反射率、輝度、レイアウトの少なくともひとつが定められている少なくともひとつのマーカを含む。

本発明の別の態様もまた、乗り物である。この乗り物は、どの方向から見ても、他の乗り物が、進行方向または前進方向を識別できるように、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、輝度、レイアウトの少なくともひとつが決められた複数のマーカを備える。

本発明のさらに別の態様は、乗り物用マーカである。この乗り物用マーカは、乗り物に取り付け可能である。乗り物は前後対称なボディを備え、どちらの方向にも進行可能である。乗り物用マーカは、ディスプレイデバイスと、乗り物の状態に応じて、ディスプレイデバイスの表示を制御するコントローラと、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、他の乗り物に対して、本乗り物の行動予測に有用な情報や、他の乗り物の自動運転に有用な情報を提示できる。

実施の形態１に係る車両の斜視図である。図２（ａ）～（ｃ）は、マーカの種類の一例を示す図である。図３（ａ）～（ｄ）は、図２（ａ）～（ｃ）のマーカが付加された車両を示す図である。図４（ａ）、（ｂ）は、ボディサイズごとのマーカを示す図である。図５（ａ）～（ｄ）は、図４（ｂ）のマーカが付加された大型車を示す図である。２個のマークを含む第３マーカ群を示す図である。実施の形態２に係る車両を示す図である。マーカ群ＭＧ＃を構成するマーカのブロック図である。図９（ａ）、（ｂ）は、図７の車両の動作を説明する図である。

（実施の形態の概要）
本明細書に開示される一実施の形態は、乗り物に関する。乗り物は、乗り物の前面に取り付けられる第１マーカ群と、乗り物の後面に取り付けられる第２マーカ群と、乗り物の左側面に取り付けられる第３マーカ群と、乗り物の右側面に取り付けられる第４マーカ群と、を備える。第１マーカ群から第４マーカ群はそれぞれ、他の乗り物に搭載されるセンシングシステムによってセンシングされることにより、当該センシングシステムに本乗り物に関する情報を提供できるように、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、反射率、輝度、レイアウトの少なくともひとつが定められている少なくともひとつのマーカを含む。

他の乗り物のセンシングシステムによって、マーカ群をセンシングさせることで、本乗り物の状態を他の乗り物に知らせることができる。これにより、他の乗り物は、本乗り物の行動を容易に予測することができる。

本乗り物に関する情報は、本乗り物の前進方向または進行方向を含んでもよい。前進方向とは、前後が観念できる車両における前方向をいい、その対義語を後退方向という。本乗り物に関する情報が、「前進方向」を含む場合、他の乗り物に、本乗り物の向きを知らせることができる。

本乗り物に関する情報が、「進行方向」を含む場合、他の乗り物に、本乗り物の向きとは無関係に、実際に移動している方向を知らせることができる。

本乗り物に関する情報は、本乗り物のボディサイズを含んでもよい。これにより、すれ違いや追い越しの際に、ボディサイズを考慮した運転が可能となる。

本乗り物に関する情報は、他の乗り物が本乗り物までの距離を推定するのに必要な情報を含んでもよい。

マーカは、ディスプレイデバイスを含み、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、輝度、レイアウトの少なくともひとつが可変であってもよい。

ボディは前後対称であり、乗り物はどちらの方向にも進行可能であってもよい。ディスプレイデバイスの表示は、進行方向に応じて動的に変化してもよい。

マーカは、一次元あるいは二次元のコードを含んでもよい。コードは、マーカが取り付けられた位置に関する情報を含んでもよい。

コードは、マーカが取り付けられた本乗り物のボディサイズに関する情報を含んでもよい。

コードは、マーカが取り付けられた乗り物の識別番号に関する情報を含んでもよい。

マーカ群は、所定の方向に所定の間隔を隔てて配置される一対のマーカを含んでもよい。この場合、他の乗り物のセンシングシステムは、三角法などにもとづいて、本乗り物と他の乗り物の距離を推定できる。

（実施の形態）
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る車両１００Ａの斜視図である。この実施の形態では車両１００Ａとして自動車を例とする。車両１００Ａは、第１マーカ群ＭＧ１～第４マーカ群ＭＧ４を備える。第１マーカ群ＭＧ１は、車両１００Ａの前面Ｓ１に取り付けられ、第２マーカ群ＭＧ２は、車両１００Ａの後面Ｓ２に取り付けられ、第３マーカ群ＭＧ３は、車両１００Ａの左側面Ｓ３に取り付けられ、第４マーカ群ＭＧ４は、車両１００Ａの右側面Ｓ４に取り付けられる。図１には、前面Ｓ１およびそれに付された第１マーカ群ＭＧ１、左側面Ｓ３およびそれに付された第３マーカ群ＭＧ３が明示的に示される。

たとえば前面Ｓ１は、フロントバンパー、フロントグリル、ボンネット、フロントガラス、前照灯、および前方から視認可能なルーフの一部を含むことができる。また後面Ｓ２は、リアバンパー、トランクリッド、リアガラス、後尾灯、および前方から視認可能なルーフの一部を含むことができる。

各マーカ群ＭＧ＃（＃＝１～４）は、少なくともひとつのマーカＭ＃を含む。あるマーカ群ＭＧ＃を構成するｋ個のマーカを、Ｍ＃_１～Ｍ＃_ｋと表記する。あるマーカ群ＭＧ＃を構成するマーカＭ＃_１～Ｍ＃_ｋは、それが取り付けられた面Ｓ＃を、他車両に搭載されるセンシングシステムがセンシングしたときに、本車両１００Ａに関する情報を取得できるように、（i）形状、（ii）空間的パターン、（iii）時間的パターン、（iv）色、（v）反射率、（vi）輝度、（vii）レイアウトの少なくともひとつが定められている。以下、（i）～（vii）を形状等と総称する。

具体的には、車両１００Ａに関する情報と、マーカの形状等の関係はすべての車両に共通となるように標準化されている。

図２（ａ）～（ｃ）は、マーカの種類の一例を示す図である。本実施の形態において、マーカは、それが取り付けられる車両の前進方向を識別できるように規定される。図２（ａ）は、前方専用マーク１０２を、図２（ｂ）は、後方専用マーク１０４を、図２（ｃ）は、前進方向マーク１０６を示す。この例では、マーカの種類、機能は、マーカの形状と対応付けられる。マーカは、所定色で発光する発光体であってもよい（アクティブマーカ）。あるいはマーカは、所定波長（たとえば赤外）に対する反射率が、マーカ以外の部分に対して相対的に高い（もしくは低い）反射体（吸収体）であってもよい（パッシブマーカ）。マーカは、他車両のセンシングシステムによって認識可能であれば十分であり、必ずしも人間の目によって認識可能である必要は無い。

図３（ａ）～（ｄ）は、図２（ａ）～（ｃ）のマーカが付加された車両を示す図である。図３（ａ）～（ｄ）にはそれぞれ、第１マーカ群ＭＧ１～第４マーカ群ＭＧ４が示される。図３（ａ）に示すように、前面Ｓ１の第１マーカ群ＭＧ１は２個のマーカＭ１_１，Ｍ１_２を含み、それらは、図２（ａ）の前方専用マーク１０２である。

２個のマーカＭ１_１，Ｍ１_２は、所定距離（たとえば１．５ｍ）隔てて配置される。これにより、他車のセンシングシステムがセンシングする際に、撮影した画像に写る２個のマーカの像の距離にもとづいて、そのセンシングシステムから当該車両までの距離を、三角法等にもとづいて推定することが可能となる。

図３（ｂ）に示すように、後面Ｓ２の第２マーカ群ＭＧ２は２個のマーカＭ２_１，Ｍ２_２を含み、それらは、図２（ｂ）の後方専用マーク１０４である。前方専用マーカと同様に、２個の後方専用マーカＭ２_１，Ｍ２_２は、所定距離（たとえば１．５ｍ）隔てて配置され、他車両のセンシングシステムから当該車両までの距離を、三角法等にもとづいて推定することが可能となる。

図３（ｃ）に示すように、左側面Ｓ３の第３マーカ群ＭＧ３は、１個のマーカＭ３_１を含み、それは図２（ｃ）の前進方向マーク１０６である。図３（ｄ）に示す右側面Ｓ４の第４マーカ群ＭＧ４は、左側面と同様である。

他車両のセンシングシステムは、マーカの形状や位置を解析することにより、マーカが付加された車両の前進方向を識別することができ、車両の行動予測に役立てることができ、この行動予測を、自動運転や灯具の配光制御に利用可能となる。

マーカは、ボディサイズに関する情報を含んでもよい。具体的には、ボディサイズごとに、異なる形状のマーカを定めてもよい。図４（ａ）、（ｂ）は、ボディサイズごとのマーカを示す図である。図４（ａ）には、普通車に取り付けられるマーカが、図４（ｂ）には、大型車に取り付けられるマーカが示される。ボディサイズは、より細かく定義してもよい。

図４（ａ）のマーカ１０２，１０４，１０６は、図２（ａ）～（ｃ）のそれらと同じである。図４（ｂ）には、大型車用の前方専用マーク１０８、1後方専用マーク１１０、前進方向マーク１１２が示される。

図５（ａ）～（ｄ）は、図４（ｂ）のマーカが付加された大型車１００Ａｂを示す図である。図５（ａ）には、前面Ｓ１と左側面Ｓ３が示される。前面Ｓ１に付加される第１マーカ群ＭＧ１は、２個のマーカＭ１_１，Ｍ１_２を含み、それらは大型車用の前方専用マーク１０８である。左側面Ｓ３に付加される第３マーカ群ＭＧ３は、１個のマーカＭ３_１を含み、それは大型車用の前進方向マーク１１２である。図５（ｂ）には後面Ｓ２が示される。後面Ｓ２に付加される第２マーカ群ＭＧ２は、２個のマーカＭ２_１，Ｍ２_２を含み、それらは大型車用の後方専用マーク１１０である。

このように、マーカの形状等によって、ボディサイズを区別できるようにすれば、他車両のセンシングシステムは、マーカが付された車両の行動予測の正確性を高めることができる。

左側面Ｓ３の第３マーカ群ＭＧ３、右側面Ｓ４の第４マーカ群ＭＧ４はそれぞれ、２個のマーカを含んでもよい。図６は、２個のマーカＭ３_１，Ｍ３_２を含む第３マーカ群ＭＧ３を示す図である。マーカＭ３_１は、前進方向マーク１０６であり、かつ前縁から所定距離Ｌ_１（たとえば１．５ｍ）の箇所に取り付けられる。マーカＭ３_２は、後縁から所定距離Ｌ_２（たとえば１．５ｍ）の箇所に取り付けられる。これにより、マーカＭ３_１にもとづいて車両１００Ａｃの進行方向を検出でき、さらにマーカＭ３_１とＭ３_２の間隔にもとづいて、車両１００Ａｃの長さを検出することが可能となる。

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係る車両１００Ｄを示す図である。車両１００Ｄは、前後対称のボディを有し、どちらの方向にも進行可能である。車両１００Ｄは、外観からは、前後の区別が付かず、言い換えれば進行方向が分からない。便宜的に、図示のように前面Ｓ１、後面Ｓ２、左側面Ｓ３（右側面Ｓ４）を定義する。前面Ｓ１～右側面Ｓ４には、第１マーカ群ＭＧ１～第４マーカ群ＭＧ４が設けられる。

図８は、マーカ群ＭＧ＃を構成するディスプレイ型のマーカ２００のブロック図である。マーカ２００は、ディスプレイデバイス２１０とそのコントローラ２２０を含む。ディスプレイデバイス２１０は、一次元あるいは二次元に配置された複数の発光素子のアレイであり、複数の発光素子の点灯、消灯によって、表示する図形が制御可能である。コントローラ２２０は、車両１００Ｄの状態に応じて、ディスプレイデバイス２１０の表示を制御する。車両１００Ｄの状態は、車両１００Ｄの進行方向であってもよい。

以上が車両１００Ｄの構成である。続いてその動作を説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、図７の車両１００Ｄの動作を説明する図である。図９（ａ）は、車両１００Ｄが図中、左方向に進むときの状態を示す。第１マーカ群ＭＧ１のマーカＭ１_１，Ｍ１_２は、前方専用マーク１０２を表示し、第２マーカ群ＭＧ２のマーカＭ２_１，Ｍ２_２は、後方専用マーク１０４を表示する。また第３マーカ群ＭＧ３のマーカＭ３_１は、左方向に向いた前進方向マーク１０６を示しており、その位置は、車両１００Ｄの前縁から所定距離に配置される。マーカＭ３_２は、車両１００Ｄの後縁から所定距離の位置を示す。

図９（ｂ）は、車両１００Ｄが図中、右方向に進むときの状態を示す。第１マーカ群ＭＧ１のマーカＭ１_１，Ｍ１_２は、後方専用マーク１０４を表示し、第２マーカ群ＭＧ２のマーカＭ２_１，Ｍ２_２は、前方専用マーク１０２を表示する。また第３マーカ群ＭＧ３のマーカＭ３_２は、右方向に向いた前進方向マーク１０６を示しており、その位置は、車両１００Ｄの前縁から所定距離に配置される。マーカＭ３_１は、車両１００Ｄの後縁から所定距離の位置を示す。

実施の形態２によれば、前後の区別がつかない車両７００Ｄが、周囲の交通参加者に、自身の進行方向を知らせることができる。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

（第１変形例）
実施の形態では、マーカの機能や種類を、形状と対応付けたがその限りでない。マーカの種類や機能は、マーカの形状、空間的パターン、時間的パターン、色、反射率、輝度、レイアウトのいずれか、あるいはそれらの任意の組み合わせとして定義することができる。

たとえばマーカを、複数のドットやバーなどの要素、セル、画素の集合として構成し、機能や種類を、空間的パターンと対応付けて定義してもよい。上述の発光素子のアレイ（ディスプレイ）や後述の一次元あるいは二次元のコードもこの態様に含まれる。

あるいは、機能や種類ごとに色を定義してもよい。この場合、形状を同一としてもよいし、上述のように異ならしめてもよい。

あるいは、マーカの反射率を、機能や種類ごとに定義してもよい。マーカが光源である場合、その輝度を、機能や種類ごとに定義してもよい。

マーカが光源である場合に、時分割で点滅させ、その時間的パターンを、機能や種類毎に定義してもよい。

（第２変形例）
マーカは、一次元コード（たとえばバーコード）を含んでもよいし、二次元コードを含んでもよい。この場合、マーカを遠方から見たときの形状は同一であってもよい。

コードは、マーカが取り付けられた位置に関する情報を含んでもよい。ここでの「位置に関する情報」とは、取り付けられる面（Ｓ１～Ｓ４のいずれであるか）を示してもよい。「位置に関する情報」は、取り付けられる面に加えて、面内の位置を示してもよい。

コードは、マーカが取り付けられた車両のボディサイズに関する情報を含んでもよい。ボディサイズは、普通車と大型車のような区分で指定してもよいし、車両の全長、全幅、高さの情報を含んでもよい。

コードは、マーカが取り付けられた車両の識別番号に関する情報を含んでもよい。

（第３変形例）
図１に示すような前後非対称な車両に、図８のディスプレイ型のマーカを搭載してもよい。この場合においても、車両の状態に応じて、マーカの表示を変化させてもよい。たとえばマーカは、車両の進行方向を示してもよい。すなわち車両が前進するときには、車両前方を示すマーカを表示し、車両が後退するときには、車両後方を示すマーカを表示してもよい。

実施の形態では、車両として自動車を説明したが、自転車や自動二輪車にも本発明は適用可能であり、さらに言えば、車両の範疇に含まれない乗り物にも広く適用可能である。

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用の一側面を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

本発明は、乗り物用のマーカに関する。

１００車両
Ｓ１前面
Ｓ２後面
Ｓ３左側面
Ｓ４右側面
ＭＧ１第１マーカ群
ＭＧ２第２マーカ群
ＭＧ３第３マーカ群
ＭＧ４第４マーカ群
１０２前方専用マーク
１０４後方専用マーク
１０６前進方向マーク
１０８前方専用マーク
１１０後方専用マーク
１１２前進方向マーク

Claims

乗り物であって、
前記乗り物の前面に取り付けられる第１マーカ群と、
前記乗り物の後面に取り付けられる第２マーカ群と、
前記乗り物の左側面に取り付けられる第３マーカ群と、
前記乗り物の右側面に取り付けられる第４マーカ群と、
を備え、
前記第１マーカ群から前記第４マーカ群はそれぞれ、他の乗り物に搭載されるセンシングシステムによってセンシングされることにより、本乗り物に関する情報を当該センシングシステムに提供できるように、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、反射率、輝度、レイアウトの少なくともひとつが定められている少なくともひとつのマーカを含むことを特徴とする乗り物。
前記本乗り物に関する情報は、前記本乗り物の前進方向または進行方向を含むことを特徴とする請求項１に記載の乗り物。
前記本乗り物に関する情報は、前記本乗り物のボディサイズを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の乗り物。
前記本乗り物に関する情報は、前記他の乗り物が前記本乗り物までの距離を推定するのに必要な情報を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の乗り物。
前記マーカ群は、所定の方向に所定の間隔を隔てて配置される一対のマーカを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の乗り物。
前記マーカは、ディスプレイデバイスを含み、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、輝度、レイアウトの少なくともひとつが可変であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の乗り物。
前記乗り物は前後対称であり、前記乗り物はどちらの方向にも進行可能であり、
前記ディスプレイデバイスの表示は、進行方向に応じて動的に変化することを特徴とする請求項６に記載の乗り物。
前記マーカは、一次元または二次元のコードを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の乗り物。
前記コードは、前記マーカが取り付けられた位置に関する情報を含むことを特徴とする請求項８に記載の乗り物。
前記コードは、前記マーカが取り付けられた前記本乗り物のボディサイズに関する情報を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の乗り物。
前記コードは、前記マーカが取り付けられた前記乗り物の識別番号に関する情報を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の乗り物。
どの方向から見ても、他の乗り物が、進行方向または前進方向を識別できるように、形状、空間的パターン、時間的パターン、色、輝度、レイアウトの少なくともひとつが決められた複数のマーカを備えることを特徴とする乗り物。