JP2010249690A - 車両用物体検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】物体が横方向から自車進行方向に進入するような場合、物体の移動速度を精度良く算出するようにした車両用物体検知装置を提供する。
【解決手段】自車進行方向にレーザ光を発射すると共に、受信された反射波から検知エリア内の反射物の検出点を抽出し、複数の検出点が抽出されるとき、複数の検出点をクラスタリングして反射物を１個の物体として検出し（Ｓ１０からＳ１２）、検出された物体が自車進行方向に横方向から進入するとき、検知エリア内に完全に入っているか否か判定し（Ｓ１６）、検出された物体が検知エリア内に完全には入っていないと判定されるとき、複数の検出点のうちの物体の移動方向において先端側または後端側の検出点を選択してそれに基づいて物体の移動速度を算出する一方（Ｓ１８）、完全に入っていると判定されるとき、複数の検出点のうちの中央の検出点を選択して移動速度を算出する（Ｓ２０）。
【選択図】図２

Description

この発明は車両用物体検知装置に関し、より具体的には自車の進路に横方向から進入する物体の移動速度を精度良く算出するようにした装置に関する。

自車進行方向を横方向に横断する車両あるいは歩行者などの物体をレーダなどで検知して警報装置などの接触を回避する動作を行なうとき、物体の位置と横方向の移動速度、特に横方向の移動速度の測距精度が大きく影響する。

例えば特許文献１において、自車進行方向に電磁波を送信して自車の前方に存在する物体群を検出すると共に、検出された物体の縦方向と横方向の移動速度を算出し、障害物となり得る車両や歩行者なのか、あるいは固定静止物なのか識別するように構成している。

特開平１１−１１５６６０号公報

ところで、電磁波によって物体を検知するとき、物体は、通例、複数の検出点をクラスタリングして検知されることから、移動速度の算出の基準に使用すべき検出点の選択が重要となる。特に長い車両が横方向から自車進行方向に進入するような場合、算出の基準に使用すべき検出点の選択如何によって横方向の移動速度の算出が大きく影響を受ける。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、物体が横方向から自車進行方向に進入するような場合、物体の移動速度を精度良く算出するようにした車両用物体検知装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１に係る車両用物体検知装置にあっては、自車進行方向に設定された検知エリアに向けて電磁波を送信すると共に、反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波から検知エリア内の反射物の検出点を抽出すると共に、複数の検出点が抽出されるとき、前記複数の検出点をクラスタリングして前記反射物を１個の物体として検出する物体検知手段と、前記検出された物体が前記自車進行方向に横方向から進入するとき、前記検知エリア内に完全に入っているか否か判定するエリア判定手段と、前記エリア判定手段による判定結果に基づいて前記複数の検出点のうちのいずれかの検出点を選択し、前記選択された検出点に基づいて前記物体の移動速度を算出する移動速度算出手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る車両用物体検知装置にあっては、前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体が前記検知エリア内に完全には入っていないと判定されるとき、前記複数の検出点のうちの前記物体の移動方向において先端側または後端側の検出点を選択する如く構成した。

請求項３に係る車両用物体検知装置にあっては、前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体が前記検知エリア内に完全に入っていると判定されるとき、前記複数の検出点のうちの中央の検出点を選択する如く構成した。

請求項１に係る車両用物体検知装置にあっては、自車進行方向に設定された検知エリアに向けて電磁波を送信すると共に、反射波を受信し、受信された反射波から検知エリア内の反射物の検出点を抽出すると共に、複数の検出点が抽出されるとき、それらをクラスタリングして反射物を１個の物体として検出し、検出された物体が自車進行方向に横方向から進入するとき、検知エリア内に完全に入っているか否か判定し、その判定結果に基づいて複数の検出点のうちのいずれかの検出点を選択すると共に、選択された検出点に基づいて物体の移動速度を算出する如く構成したので、例えば完全に入る前の状態であれば物体の移動方向において先端側、完全に入った後、抜けつつある状態であれば後端側の検出点を選択することで、物体として長い車両が横方向から自車進行方向に進入するような場合であっても、物体の移動速度を精度良く算出することができる。

即ち、複数の検出点から算出される基準位置（例えば中央の検出点）に基づいて物体の移動速度を算出した場合、物体が完全に検知エリアに入っているときには、物体の前端から中央点までの距離または後端から中央点までの距離は変わらないため、中央点を基準としても物体の正確な移動速度の算出ができるため、問題は生じない。

他方、物体が検知エリアに入りつつある場合もしくは検知エリアから出て行く場合には、検知エリア外となっている部分については検知できない。そのため物体の見かけ上の幅が変化することとなり、結果として前端から中央までの距離もしくは後端から中央までの距離は徐々に変化することとなるため、物体の正確な移動速度の算出が困難となる。

しかしながら、そのような場合でも、請求項１に述べた如く、この発明では複数の中央点ではなく、選択された任意の検出点に基づいて物体の移動速度を算出する、換言すれば任意の検出点の移動速度を物体の移動速度とするため、見かけ上の幅方向の変化の影響を受けることがなく、よって正確な横移動速度の算出が可能となる。

請求項２に係る車両用物体検知装置にあっては、検出された物体が検知エリア内に完全には入っていないと判定されるとき、複数の検出点のうちの物体の移動方向において先端側または後端側の検出点を選択する如く構成したので、前記した如く、完全に入る前の状態であれば先端側、完全に入った後、抜けつつある状態であれば後端側の検出点を選択することで、長い車両が横方向から自車進行方向に進入するような場合であっても、物体の移動速度を精度良く算出することができる。

請求項３に係る車両用物体検知装置にあっては、検出された物体が検知エリア内に完全に入っていると判定されるとき、複数の検出点のうちの中央の検出点を選択する如く構成したので、上記した効果に加え、物体の横方向長さのバラツキの影響を受けることが少ない。

この発明の実施例に係る車両用物体検知装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す装置の動作、より具体的にはその電子制御ユニット（ＥＣＵ）の動作を示すフロー・チャートである。 図２フロー・チャートの処理を説明する走行路の平面図である。 同様に図２フロー・チャートの処理を説明する走行路の平面図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用物体検知装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両用物体検知装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は自車（車両）を示し、その前部には４気筒の内燃機関（図１で「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）１２が搭載される。エンジン１２の出力は自動変速機（図１で「Ｔ／Ｍ」と示す）１４に入力される。自動変速機１４は前進５速、後進１速の有段式であり、エンジン１２の出力はそこで適宜変速されて左右の前輪１６に伝えられ、左右の前輪１６を駆動しつつ、左右の後輪２０を従動させて車両１０を走行させる。

自車１０の運転席にはオーディオスピーカとインディケータからなる警報装置２２が設けられ、作動させられるとき、音声と視覚によって運転者に警報する。自車１０の運転席床面に配置されたブレーキペダル２４は、マスタバック２６、マスタシリンダ３０およびブレーキ油圧機構３２を介して左右の前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）３４に接続される。

運転者がブレーキペダル２４を操作すると（踏み込むと）、その踏み込み力（踏力）はマスタバック２６で増力され、マスタシリンダ３０は増力された踏み込み力で制動圧を発生し、ブレーキ油圧機構３２を介して前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ３４を動作させ、車両１０を減速させる（制動する）。

ブレーキ油圧機構３２は、リザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、および油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群は駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）４０に接続される。

ＥＣＵ４０はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、入出力回路などからなるマイクロコンピュータから構成され、４個のブレーキ３４は、運転者によるブレーキペダル２４の操作とは別に、ＥＣＵ４０によって相互に独立して作動するように構成される。

自車１０の前部にはレーザレーダ（レーザスキャンレーダ）４２が設けられる。レーザレーダ４２の出力は、マイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ＥＣＵ（電子制御ユニット）４２ａに入力される。

レーザレーダ４２は所定の時間間隔で自車１０の周辺、より具体的には進行方向に設定された検知エリア（図３などに４２ｂで示す）に向けてレーザ光を発射（電磁波を送信）し、自車１０の周辺（検知エリア４２ｂ）に存在する物体でレーザ光を反射させて得た反射波を受信することにより、物体を検出する。

図示は省略するが、レーダ出力処理ＥＣＵ４２ａは物体検出部と物体位置算出部を備える。物体検出部は、反射点を２次元平面に投影して得た点群の配列に基づいて物体の輪郭を構成する線分を認識すると共に、認識された線分に基づいて検出点を抽出し、抽出された検出点をクラスタリングして物体を検出する。物体位置算出部は、レーザ光を発射して得られた反射波の入射方向と反射光を受信するまでの時間から物体の位置を算出する。物体位置算出部の出力がＥＣＵ４０に送られる。

前輪１６と後輪２０の付近には車輪速センサ４６がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。自車１０の運転席に設けられたステアリングホイール５０の付近には操舵角センサ５２が配置され、運転者によって入力されたステアリングホイールの操舵角に比例した出力を生じる。また、自車１０の中央位置付近にはヨーレートセンサ５４が配置され、自車１０の重力軸回りのヨーレート（角速度）に応じた出力を生じる。

車輪速センサ４６などの出力は、ＥＣＵ４０に送出される。ＥＣＵ４０は４個の車輪速センサ４６の出力をカウントし、その平均値を算出するなどして自車１０の速度（走行速度）Ｖを検出する。

図２は図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。図２に示すプログラムは、ＥＣＵ４０において所定時間、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。

図３と図４は、図２フロー・チャートの動作を説明する走行路の平面図である。図３は物体１００が歩行者、図４は物体１００が車両であり、共に走行路１０２に横方向から進入してくる状況を示す。図３と図４において符号４２ｂは前記したようにレーザレーダ４２の検知エリア（範囲）を示す。

図示の如く、この実施例において物体１００は、歩行者あるいは車両などを予定する。尚、図３などにおいて物体１００の左に図示される数字ｔｎは時刻、より具体的には図２フロー・チャートの実行時刻を示す。このように自車１０と物体１００との位置関係は、紙面の上から下に向けて変化するように図示される。

以下説明すると、Ｓ１０においてレーザレーダ４２から発射されたレーザ光の反射波を受信し、検知エリア４２ｂ内の反射物（物体１００など）の検出点を抽出する。

次いでＳ１２に進み、複数の検出点、即ち、図３、図４に示すように３個から５個の検出点が抽出されるとき、それらの位置ｘ，ｙを求め、次いで求めた位置からそれら検出点をクラスタリングして反射物を１個の物体１００として検出する。

尚、検出点の位置ｘ，ｙは、自車１０を原点とし、自車進行方向をｘ、それに直交する横（車幅）方向をｙとする前記した２次元平面（座標）上の位置として検出される。

次いでＳ１４に進み、車輪速センサ４６から検出された自車の速度Ｖとヨーレートセンサ５４から検出されたヨーレートなどから、図３に示す如く、自車１０の進路Ｃを推定する。

次いでＳ１６に進み、検出された物体１００がレーザレーダ４２の検知エリア４２ｂ内に完全に入っているか否か判定する。

尚、物体１００が検知エリア４２ｂ内に完全に入っているか否かの判定に際しては、物体１００の一部が検知エリア４２ｂの端に位置する場合には、物体１００は検知エリア内に完全に入っていないと判定すると共に、物体１００と検知エリア４２ｂの端との間に空間が検出された場合には、物体１００は検知エリア４２ｂ内に完全に入っていると判定する。

Ｓ１６で否定されて検出された物体１００が検知エリア４２ｂ内に完全には入っていないと判断されるときはＳ１８に進み、物体１００の移動方向（横方向）において先端側または後端側の検出点の位置データｘ、ｙを選択して物体１００の移動速度Ｖｘ，Ｖｙを算出する。物体１００の移動速度は、ｘ方向の速度（換言すれば横移動速度）をＶｘ、それに直交するｙ方向の速度をＶｙとして検出する。

図３などを参照してＳ１８の処理を説明すると、図３の場合、時刻ｔ１からｔ３のとき、物体１００は自車進行方向（進路Ｃ）に横方向から進入しつつあるため、Ｓ１６で否定されてＳ１８に進むことになるが、その場合、例えば時刻ｔ３の場合、黒丸で示す右側の検出点を選択する。即ち、その物体１００の移動方向において先端側の検出点を選択して移動速度を算出する。

図４の場合、時刻ｔ１からｔ５のとき、同様に自車進行方向に横方向から進入しつつあるため、Ｓ１６で否定されてＳ１８に進むことになるが、その場合も黒丸で示す、物体１００の移動方向において先端側の検出点を選択して移動速度を算出する。

逆に、図４において時刻ｔ７からｔ８のとき、物体１００は検知エリア４２ｂに完全に入った後、それを抜けつつあることから、その場合は黒丸で示す、物体１００の移動方向において後端側の検出点を選択して移動速度を算出する。

図２フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ１６で肯定されるときはＳ２０に進み、複数の検出点のうちの黒丸で示す中央（中点）の検出点を選択し、その位置データｘ、ｙを選択して物体１００の移動速度Ｖｘ，Ｖｙを算出する。図３でいえば時刻ｔ５からｔ８、図４でいえば時刻ｔ６の場合がそれに相当する。

いずれにしても、Ｓ１６からＳ１８の処理においては、検出された物体１００が検知エリア４２ｂ内に完全に入っているか否か判定し、その判定結果に基づいて複数の検出点のうちのいずれかの検出点を選択し、それに基づいて物体１００の移動速度を算出する。

次いでＳ２２に進み、選択された検出点の位置データｘ，ｙとその位置データに基づいて算出された移動速度Ｖｘ，Ｖｙとから物体１００の進路を推定する。

次いでＳ２４に進み、推定された物体１００の進路が自車１０の進路Ｃと抵触するか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２６に進み、物体１００と接触する可能性がありと判定し、Ｓ２８に進み、警報装置２２あるいはブレーキ油圧機構３２を作動して接触回避動作を実行する。

この実施例に係る車両用物体検知装置にあっては、上記した如く、自車進行方向に設定された検知エリア（４２ｂ）に向けてレーザ光を発射（電磁波を送信）すると共に、反射波を受信する電磁波送受信手段（レーザレーダ４２、レーダ出力処理ＥＣＵ４２ａ）と、前記受信された反射波から検知エリア４２ｂ内の反射物の検出点を抽出すると共に、複数の検出点が抽出されるとき、前記複数の検出点をクラスタリングして前記反射物を１個の物体１００として検出する物体検知手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１０からＳ１２）と、前記検出された物体１００が前記自車進行方向（進路Ｃ）に横方向から進入するとき、前記検知エリア４２ｂ内に完全に入っているか否か判定するエリア判定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１６）と、前記エリア判定手段による判定結果に基づいて前記複数の検出点のうちのいずれかの検出点を選択し、前記選択された検出点に基づいて前記物体の移動速度を算出する移動速度算出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１８，Ｓ２０）とを備える如く構成したので、例えば完全に入る前の状態であれば物体１００の移動方向において先端側、完全に入った後、抜けつつある状態であれば後端側の検出点を選択することで、物体１００として長い車両が横方向から自車進行方向に進入するような場合であっても、物体１００の移動速度を精度良く算出することができる。

また、前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体１００が前記検知エリア４２ｂ内に完全には入っていないと判定されるとき、前記複数の検出点のうちの前記物体１００の移動方向において先端側または後端側の検出点を選択する（ＥＣＵ４０，Ｓ１８）如く構成したので、前記した如く、完全に入る前の状態であれば先端側、完全に入った後、抜けつつある状態であれば後端側の検出点を選択することで、物体１００として長い車両が横方向から自車進行方向に進入するような場合であっても、物体の移動速度を精度良く算出することができる。

また、前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体１００が前記検知エリア４２ｂ内に完全に入っていると判定されるとき、前記複数の検出点のうちの中央の検出点を選択する如く構成したので、上記した効果に加え、物体１００の横方向長さのバラツキの影響を受けることが少ない。

尚、上記においてレーザレーダ４２の出力から物体１００を検出するようにしたが、それに代え、あるいはそれに加え、ミリ波レーダを用いても良い。

１０ 車両（自車）、１２ エンジン（内燃機関）、２２ 警報装置、３４ ブレーキ、４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４２ レーザレーダ、４２ａ レーダ出力処理ＥＣＵ、４２ｂ 検知エリア、４６ 車輪速センサ、５４ ヨーレートセンサ、１００ 物体、１０２ 走行路、Ｃ 自車の進路（自車進行方向）

Claims (3)

1. 自車進行方向に設定された検知エリアに向けて電磁波を送信すると共に、反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波から検知エリア内の反射物の検出点を抽出すると共に、複数の検出点が抽出されるとき、前記複数の検出点をクラスタリングして前記反射物を１個の物体として検出する物体検知手段と、前記検出された物体が前記自車進行方向に横方向から進入するとき、前記検知エリア内に完全に入っているか否か判定するエリア判定手段と、前記エリア判定手段による判定結果に基づいて前記複数の検出点のうちのいずれかの検出点を選択し、前記選択された検出点に基づいて前記物体の移動速度を算出する移動速度算出手段とを備えたことを特徴とする車両用物体検知装置。
2. 前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体が前記検知エリア内に完全には入っていないと判定されるとき、前記複数の検出点のうちの前記物体の移動方向において先端側または後端側の検出点を選択することを特徴とする請求項１記載の車両用物体検知装置。
3. 前記移動速度算出手段は、前記エリア判定手段によって前記検出された物体が前記検知エリア内に完全に入っていると判定されるとき、前記複数の検出点のうちの中央の検出点を選択することを特徴とする請求項１または２記載の車両用物体検知装置。
   

Images