CN101681560A - 物体检测装置及物体检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于，提供能够准确地识别靠近移动物和静止物并进行确切的物体检测的物体检测装置及物体检测方法。探测位于车辆侧方的物体相对于车辆的相对速度，根据该探测信号运算物体的在车辆横向上的绝对速度，根据该物体的在车辆横向上的绝对速度判断物体是否是靠近移动物。由此，能够准确地辨别相对于车辆位于侧方或斜方的物体是靠近移动物还是静止物，并且能够确切地判断物体是否是靠近移动物。
Description
技术领域
本发明涉及设置于车辆的物体检测装置及物体检测方法。
背景技术
以往，作为设置于车辆的物体检测装置，如日本特开2005-10893号公报所记载的那样，已知有探测本车辆的前方物体并检测该前方物体与本车辆的相对位置关系，根据该相对位置关系判断本车辆与前方物体接触的可能性的装置。
对于这种装置，有时难以确切地探测从本车辆的侧方或斜方靠近的物体。例如，在要探测从本车辆的侧方或斜方靠近的物体的情况下，考虑使传感器的探测方向为相对于车辆的行驶方向倾斜的方向。这种情况下，易于探测从本车辆的侧方靠近的物体，但难以识别道路等设置的静止物和从本车辆的斜方靠近的移动物。
即，当本车辆在行驶过程中探测与物体之间的相对速度时，对于路边的静止物的相对速度，随着靠近本车辆，探测到的相对速度渐渐减小。这是由于探测方向与靠近的方向不同的缘故。而且，对于从本车辆的侧方靠近的移动物的相对速度，随着靠近本车辆，探测到的相对速度也渐渐减小。因此，难以识别从本车辆的侧方靠近的移动物和设置于路边的静止物，难以确切地探测从本车辆的侧方靠近的移动物。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够准确地识别靠近移动物和静止物而进行确切的物体检测的物体检测装置及物体检测方法。
即，本发明涉及的物体检测装置构成为，具有：探测单元，探测位于车辆侧方的物体相对于上述车辆的相对速度；速度运算单元，根据上述探测单元的探测信号运算上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度；和判断单元，根据上述速度运算单元运算出的上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度判断上述物体是否是靠近移动物。
根据本发明，通过根据车辆横向上的物体的绝对速度判断物体是否是靠近移动物，能够准确地判别相对于车辆位于侧方或斜方的物体是靠近移动物还是静止物，并且能够确切地判断物体是否是靠近移动物。
另外，本发明涉及的物体检测装置中，优选上述探测单元以与上述车辆前后方向交叉的方向为探测中心方向而被设置于上述车辆。
根据本发明，通过检测物体的在车辆横向上的绝对速度准确判别靠近移动物和静止物，从而能够确切地进行物体检测。
另外，本发明涉及的物体检测方法构成为，具有：探测步骤，探测位于车辆侧方的物体相对于上述车辆的相对速度；速度运算步骤，根据上述探测步骤中的探测信号运算上述车辆横向上的上述物体的绝对速度；和判断步骤，根据通过上述速度运算步骤运算出的上述物体的上述车辆横向上的绝对速度判断上述物体是否是靠近移动物。
根据本发明，通过根据物体的车辆横向上的绝对速度判断物体是否是靠近移动物，能够准确地判别相对于车辆位于侧方或斜方的物体是靠近移动物还是静止物，并且能够确切地判断物体是否是靠近移动物。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的物体检测装置的构成概要图。
图2是表示图1的物体检测装置以及物体检测方法中的物体检测处理的流程图。
图3是表示图1的物体检测装置以及物体检测方法中的靠近移动物检测处理的流程图。
图4是图1的物体检测装置中进行侧方物体检测时的说明图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，在附图说明中，对相同要素标记相同符号，并省略重复的说明。
图1是本发明的实施方式涉及的物体检测装置的构成概要图。
如图1所示，本实施方式涉及的物体检测装置1是利用设置于车辆2的雷达3、4和5来检测车辆周围的物体的装置，例如被用作拥堵时跟随先行车辆的自动巡航控制系统、预碰撞制动辅助系统、预碰撞安全带系统等物体检测单元。
本实施方式涉及的物体检测装置1的雷达3、4作为探测车辆2侧方(包括相对于行进方向的斜向方向)的探测单元发挥功能，并且以与车辆2前后方向交叉的方向为探测中心方向，以该探测中心方向为中心，对规定的角度范围进行探测。例如，雷达3被安装于车辆2的左前部，被设置为以车辆2的左斜向前方为探测中心方向，检测车辆2左斜向前方的区域。另外，雷达4被安装于车辆2的右前部，被设置为以车辆2右斜向前方为探测中心方向，检测车辆2的右斜向前方的区域。
作为雷达3、4，例如使用毫米波雷达，优选使用FM-CW方式的毫米波雷达。雷达3、4向探测区域发送规定频率的电波，并接收由物体等反射的观测波。通过对该接收信号进行信号分析，能够检测物体相对于车辆2的相对速度、距车辆2的距离。
雷达5作为探测车辆2的前方的探测单元发挥功能，以车辆2的前方为探测中心方向，并以该探测中心方向为中心，对规定的角度范围进行探测。例如，雷达5被安装于车辆2的前部中央位置，被设置为以车辆2的前方为探测方向，探测车辆2的前方区域。
作为该雷达5，例如使用毫米波雷达，优选使用FM-CW方式的毫米波雷达。雷达5向探测区域发送规定频率的电波，并接收由物体等反射的观测波。通过对该接收信号进行信号分析，能够探测物体相对于车辆2的相对速度、距车辆2的距离。另外，在图1中，为方便说明，省略了雷达5的探测区域的图示。
雷达3、4也可以使用能够探测与雷达5相同的范围的探测区域的装置，还可以使用比雷达5的探测距离短的装置。即使这种情况下，也能够充分探测其他车辆从侧方的靠近，并且能够将雷达3、4工作时的耗电抑制到较低。另外，在利用雷达3、4能够充分探测车辆前方区域的情况下，有时也会省略设置雷达5。
物体检测装置1具有ECU(Electronic Control Unit)6。ECU6进行物体检测装置1的装置整个的控制，例如构成为以包括CPU、ROM、RAM的计算机为主体。
ECU6与雷达3、4和5连接，输入各个探测信号。而且，ECU6对这些探测信号进行信号处理，运算位于探测区域的物体等的相对速度、到车辆2的距离。另外，ECU6作为速度运算单元发挥功能，该速度运算单元根据雷达3、4的探测信号运算位于车辆2侧方的物体的车辆横向(车宽方向)上的绝对速度。另外，ECU6作为判断单元发挥功能，该判断单元根据运算出的物体的车辆横向上的绝对速度判断物体是否是靠近移动物。
物体检测装置1具有车速传感器7。车速传感器7作为检测车辆2的行驶速度的车速检测单元发挥功能，例如使用车轮速度传感器。车速传感器7与ECU6连接，并向ECU6输入检测信号。
另外，优选在物体检测装置1中设置报知部8。报知部8作为在探测到靠近车辆2的物体时将该情况报知车辆2的驾驶员的报知单元发挥功能。作为该报知部8，如果是能够向驾驶员报知物体靠近的单元可以是任意单元，例如可以使用利用灯点亮、LED点亮、液晶显示等通过视觉报知故障发生的单元、利用蜂鸣、声音等通过听觉报知故障发生的单元等。报知部8与ECU6连接，在ECU6输出报知指示信号时进行报知动作。
接下来，对本实施方式涉及的物体检测装置1的动作进行说明。
图2是表示本实施方式涉及的物体检测装置1以及物体检测方法的物体检测处理的流程图。例如ECU6每隔规定时间反复执行该图2中的控制处理。图3是表示本实施方式涉及的物体检测装置1的靠近移动物检测处理的流程图。图4是本实施方式涉及的物体检测装置1中的车辆从侧方靠近时的说明图。在图4中，表示了利用雷达3探测从侧方靠近的其他车辆10的情况。
物体检测装置1在车辆2行驶时动作，利用雷达3、4和5对车辆2周围的探测区域进行物体检测。作为此时的物体检测处理，首先如图2的S10所示，进行传感器输出的读取处理。即，读取雷达3、4和5的检测信号、车速传感器7的检测信号。作为雷达3、4和5的检测信号，例如读取混合了发送电波和接收电波的差拍信号。
之后，转移到S20，进行靠近移动物检测处理。靠近移动物检测处理是以下处理，即：基于传感器输出信息运算所探测到的物体与车辆2的相对速度，并运算物体的绝对速度，根据该物体在车辆2横向(车宽方向)上的绝对速度分量判断是否是靠近移动物。关于该靠近移动物检测处理的详细内容，将在后面进行说明。
之后，转移到S30，在通过靠近移动物检测处理检测出靠近车辆2的靠近移动物的情况下，判断该靠近是否有危险性。如果在S30中判断为没有危险性，则结束一连串的控制处理。另一方面，如果在S30中判断为有危险性，则进行报警处理(S40)。
报警处理是向车辆2的驾驶员报知有靠近移动物的处理。例如，接收来自ECU6的指令信号，报知部8通过灯点亮、面板显示、蜂鸣器输出、语音输出等进行报警动作。而且，在结束了S40的报警处理后，结束一连串的控制处理。
通过该物体检测处理，运算所探测到的物体与车辆2的相对速度，并运算物体的绝对速度，根据该物体在车辆2横向(车宽方向)上的绝对速度分量判断是否是靠近移动物，从而能够准确地判别所探测到的物体是靠近移动物还是静止物，进行物体检测。因此，能够确切地判断靠近移动物带来的危险性。
接下来，对本实施方式涉及的物体检测装置1以及物体检测方法的靠近移动物检测处理进行说明。
靠近移动物检测处理是图2的S20中执行的处理，计算所探测到的物体在车辆2横向上的绝对速度，根据该绝对速度判定物体是否是靠近移动物。将该靠近移动物检测处理适用于检测侧方的靠近移动物，主要基于雷达3、4的探测信号来进行该靠近移动物检测处理。
首先如图3的S21所示，进行探测到的物体的相对于车辆2的相对速度运算处理。相对速度运算处理是计算所探测到的物体相对于车辆2的相对速度的处理，通过对雷达3、4的差拍信号进行信号处理来进行。
之后，转移到S22，进行靠近移动物的判定处理。该判定处理是判定所探测到的物体是否是靠近移动物的处理。例如，根据如下所示的判定公式(1)、(2)是否成立来判定所探测到的物体是否是靠近移动物、背离移动物或静止物。
V·cos|θ0|+Vr＞THVR1 ...(1)
V·cos|θ0|+Vr＜THVR2 ...(2)
在该判定公式(1)、(2)中，V为车辆2的行驶速度、Vr为物体与车辆2的相对速度、θ0为车辆2的行驶方向与从车辆2朝向物体的方向所成的角(参见图4)。V·cos|θ0|表示从车辆2朝向物体的方向上的本车辆速度的速度分量。THVR1是背离判定阈值，被设定正的速度值。THVR2是靠近判定阈值，被设定负的速度值。
在判定公式(1)成立的情况下，判定为所探测到的物体是背离移动物。在判定公式(2)成立的情况下，判定为所探测到的物体是靠近移动物，并临时登记为靠近移动物。另外，在判定公式(1)和(2)均不成立的情况下，判定为所探测到的物体是静止物。
之后，转移到S23，进行半径方向的相对速度的计算处理。半径方向的相对速度的计算处理是通过合成相对于雷达轴(探测方向)Or的横向速度Vx和纵向速度Vy计算出物体的半径方向的相对速度Vrd的处理。例如利用下述公式(3)计算出相对速度Vrd。
Vrd＝(Vx2+Vy2)1/2 ...(3)
Vx是与雷达轴Or垂直的方向上的物体的横向速度分量，根据相对速度Vr的速度值和速度方向来计算。Vy是与雷达轴Or平行的方向上的物体的纵向速度分量，根据相对速度Vr的速度值和速度方向来计算。
之后，转移到S24，进行物体的相对于车辆2的行进方向的横向上的相对速度、和物体的在车辆2的行进方向的相对速度的计算处理。利用下述公式(4)，计算物体的相对于车辆2的行进方向的横向(车宽方向)上的相对速度Vobjx。
Vobjx＝|Vrd|·cos θ2 …(4)
在该公式(4)中，θ2是半径方向的相对速度Vrd的方向与车辆2的横向所成的角，利用下述公式(5)来计算。
θ2＝90-α-θ1 …(5)
在该公式(5)中，α是雷达3的安装角，用车辆2的前后方向与雷达3的探测中心方向(雷达轴Or)所成的角来表示。另外，θ1是纵向速度Vy的方向与相对速度Vrd的方向所成的角，利用下述公式(6)来表示。
θ1＝arctan(Vx/Vy) …(6)
利用下述公式(7)计算出物体的在车辆2的行进方向的相对速度Vobjy。
Vobjy＝|Vrd|·sinθ2 …(7)
之后，转移到S25，进行物体的绝对速度的运算处理。该运算处理是运算所探测到的物体的绝对速度的处理，例如利用下述公式(8)计算出物体的绝对速度Vrd2。
Vrd2＝(Vobjx2+Vobjy22)1/2 …(8)
在该公式(8)中，Vobjy2是从物体的在车辆2的行进方向的相对速度Vobjy中减去车辆2的车速V而得的物体在车辆行进方向上的绝对速度。利用下述公式(9)来表示该物体的在车辆行进方向上的绝对速度Vobjy2。
Vobjy2＝Vobjy-V …(9)
物体的绝对速度Vrd2的方向为相对于车辆2的横向倾斜了θ3的方向。利用下述公式(10)来表示该θ3。
θ3＝arctan(Vobjx/Vrd2) …(10)
Vobjx是物体的绝对速度Vrd2在车辆2的横向上的速度分量，是物体的在车辆2的横向上的绝对速度。另外，Vobjy2是物体的绝对速度Vrd2在车辆2的行进方向上的速度分量，是物体的在车辆2的行进方向上的绝对速度。
然后，转移到S26，判断所探测到的物体是否是靠近移动物。即，将在S22中临时登记为靠近移动物的物体判定为靠近移动物，并进行确定登记。并且，对在S22中未判定为是靠近移动物的物体，根据物体在车辆2横向上的绝对速度(Vobjx)判定是否是靠近移动物。
例如，判断物体在车辆2横向上的绝对速度Vobjx成为速度判定阈值THobjx1以上的连续发生次数是否为次数判定阈值THobjxcnt1以上。该判断，利用以规定周期反复进行物体的速度运算时的判定结果，判断绝对速度Vobjx的状态。这种情况下，关于判断次数，可以判断规定次数当中绝对速度Vobjx在速度判定阈值THobjx1以上的次数是否为次数判定阈值THobjxcnt1以上。
而且，当物体的在车辆2横向上的绝对速度Vobjx在速度判定阈值THobjx1以上的连续发生次数为次数判定阈值THobjxcnt1以上的情况下，判定为该物体是靠近移动物，进行确定登记。另一方面，当不是物体的在车辆2横向上的绝对速度Vobjx在速度判定阈值THobjx1以上的连续发生次数为次数判定阈值THobjxcnt1以上的情况下，判定为该物体不是靠近移动物。
另外，即使在不是物体的在车辆2横向上的绝对速度Vobjx在速度判定阈值THobjx1以上的连续发生次数为次数判定阈值THobjxcnt1以上的情况下，在该物体有碰撞车辆2的可能性时，优选在规定条件下判定为是靠近移动物。例如，根据物体的绝对速度Vrd2和绝对位置、车辆2的速度V和绝对位置判定物体与车辆2的前方部分(例如前方保险杠部分)的碰撞可能性，当碰撞可能性为规定以上时，将速度判定阈值THobjx1、次数判定阈值THobjxcnt1变更为易于判定为是靠近移动物的阈值，再次判定物体是否是靠近移动物。而且，结束S26的靠近移动物判定处理，结束靠近移动物检测处理的一连串的控制处理。
根据本实施方式涉及的物体检测装置1以及物体检测方法的靠近移动物检测处理，通过根据物体的在车辆2横向(车宽方向)上的绝对速度Vobjx判断该物体是否是靠近移动物，能够高精度地判断物体是否是靠近移动物。
另外，上述靠近移动物检测处理，计算出物体的在车辆2横向上的绝对速度Vobjx，根据计算出的绝对速度Vobjxn判断该物体是否是靠近移动物，但也可以利用其他方法，根据物体的在车辆2横向上的绝对速度判断该物体是否是靠近移动物。例如，可以根据物体相对于车辆2的相对速度和相对位置，利用表格和映射图等判断该物体是否是靠近移动物。具体而言，根据基于物体相对于车辆2的相对速度和相对位置而得到的物体的在车辆2横向上的绝对速度Vobjx，设定用于进行判断的表格和映射图，使用该表格和映射图判断物体是否是靠近移动物即可。
如上所述，根据本实施方式涉及的物体检测装置1及物体检测方法，基于物体的在车辆2横向上的绝对速度，判断该物体是否是靠近移动物。由此，能够对相对于车辆2位于侧方或斜向方向的物体，准确地判别其是靠近移动物还是静止物，并且能够确切地判断物体是否是靠近移动物。
另外，上述各实施方式表示本发明涉及的物体检测装置及物体检测方法的一例。本发明涉及的物体检测装置及物体检测方法并不局限于此，可以以不改变各技术方案所记载的主旨的方式将实施方式涉及的物体检测装置及物体检测方法变形、或应用于其他装置。
例如，在上述各实施方式中，对将FM-CM方式的雷达用作探测单元的情况进行了说明，但本发明涉及的物体检测装置并不局限于这种方式，也可以使用除FM-CM方式的雷达之外的探测单元。
本发明，检测物体的在车辆横向上的绝对速度准确地判别靠近移动物和静止物，由此，能够确切地进行物体检测。
Claims (5)
1.一种物体检测装置，其中，具有：
探测单元，探测位于车辆侧方的物体相对于上述车辆的相对速度；
速度运算单元，根据上述探测单元的探测信号运算上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度；和
判断单元，根据上述速度运算单元运算出的上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度判断上述物体是否是靠近移动物。
2.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，
上述探测单元以与上述车辆前后方向交叉的方向为探测中心方向而被设置于上述车辆。
3.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，
上述探测单元是毫米波雷达。
4.根据权利要求1所述的物体检测装置，其特征在于，
上述速度运算单元和上述判断单元由电子控制单元构成。
5.一种物体检测方法，其中，具有：
探测步骤，探测位于车辆侧方的物体相对于上述车辆的相对速度；
速度运算步骤，根据上述探测步骤中的探测信号运算上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度；和
判断步骤，根据通过上述速度运算步骤运算出的上述物体的在上述车辆横向上的绝对速度判断上述物体是否是靠近移动物。
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