CN111295566A - 物体识别装置及物体识别方法 - Google Patents

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Abstract

一种物体识别装置，该物体识别装置在除遮挡区域以外的区域中取得第1物体检测结果与第2物体检测结果之间的相关性，并且在判断为所述第1物体检测结果与所述第2物体检测结果是同一物体的检测结果时，通过根据所述第1物体检测结果和所述第2物体检测结果来计算所述周边物体的识别结果，从而与以往的车辆的物体识别装置相比可以减少物体的误识别的发生。

Description

物体识别装置及物体识别方法
技术领域
本发明涉及物体识别装置及物体识别方法。
背景技术
以往，为了识别本车辆的周围的状况，例如在车辆上搭载有图像处理部(例如，摄像头)、雷达测量部(例如，毫米波雷达)这样的检测特性不同的2个物体检测部。通过图像处理部，来检测与在本车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离、方向、相对速度、车辆宽度、车道内位置。此外，通过雷达测量部，来检测与在本车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离、方向、相对速度。该图像处理部和雷达测量部的检测结果经由网络被发送至整合处理部，通过整合处理部来判别雷达测量部与图像处理部的检测结果是否为针对同一车辆的检测结果。在判别为同一车辆的检测结果时，经由车内网络来将该检测结果作为传感器信息发送到车辆控制装置。
在车辆控制装置中，搭载有减轻在本车辆与前方物体发生碰撞时的损害的碰撞损害减轻制动系统、跟随前方车辆的自适应巡航控制系统、和自动停车至停车空间的自动停车系统等用于提高车辆的安全性、舒适性的车辆用应用，上述的传感器信息用于这些车辆用应用。
作为提高上述的图像处理部、雷达测量部等的本车辆周边物体的感测性能的技术，公开可以使用检测精度不同的多个传感器的检测值来高精度地推定目标位置的技术(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4371115号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在由上述的图像处理部、雷达测量部、和整合处理部构成的以往物体识别装置中，存在有将在图像处理部无法检测到被其他物体遮蔽的作为目标的物体的区域(遮挡区域)中由雷达测量部所检测到的物体、以及图像处理部在遮挡区域以外检测到的其他物体进行误识别的情况。在这样的情况下，可能即使实际上并非同一物体，也判定为同一物体。
当如此地将本来同一物体识别为其他物体时，产生如下那样的问题。
(1)在追踪该物体并且进行控制时，由于丢失了正在追踪的该物体，因此可能发生控制的延迟。
(2)在追踪该物体并且进行控制时，由于丢失了正在追踪的该物体，因此不再进行本来应该进行的控制。相反地，可能发生进行本来不应该进行的控制这样的情况。
(3)在图像处理部与雷达测量部之间的检测区域相互重叠的区域中，由于仅从雷达测量部获取输出，因而可能被认定为误检测，从而错过本来存在的物体。
因此，本发明的目的在于提供一种物体识别装置，该物体识别装置在高精度地确定会产生遮挡区域的图像处理部等物体检测单元的遮挡区域的同时，计算物体检测单元的2个以上输出之间的相关性，并且输出物体识别结果，由此与以往的车辆的物体识别装置相比，能够减少物体的误识别的发生。
解决技术问题所采用的技术方案
在本发明所涉及的物体识别装置中，其特征在于，包括：第1物体检测单元，该第1物体检测单元搭载在车辆上，并在检测车辆的周边物体的同时，产生与检测到的周边物体相对应的遮挡区域；遮挡区域检测处理部，该遮挡区域检测处理部用于确定所产生的所述遮挡区域；物体检测生成单元，该物体检测生成单元生成用于取得与第1物体检测单元的第1物体检测结果的相关性的第2物体检测结果；相关处理部，该相关处理部用于取得在除了由遮挡区域检测处理部所确定的遮挡区域以外的区域中第1物体检测结果与第2物体检测结果之间的相关性；更新处理部，该更新处理部在由相关处理部判断为第1物体检测结果与第2物体检测结果为同一物体的检测结果时，根据第1物体检测结果和第2物体检测结果来计算周边物体的识别结果并且进行更新，所述物体识别装置基于更新处理部的所述识别结果，来对车辆进行控制。
发明效果
根据本发明所涉及的物体识别装置，可减少物体的误识别的发生。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式1的物体识别装置的结构框图。
图2是根据本发明的实施方式1的物体识别装置的物体识别处理部的硬件结构图。
图3是表示根据本发明的实施方式1的物体识别装置的动作的流程图。
图4A是表示根据本发明的实施方式1的物体识别装置的第2物体检测部的检测区域的说明图。
图4B是对根据本发明的实施方式1的物体识别装置的第2物体检测部的遮挡区域进行说明的说明图。
图5A是表示根据本发明的实施方式1的物体识别装置的第1物体检测部的检测区域的说明图。
图5B是表示根据本发明的实施方式1的物体识别装置的第1物体检测部的物体可检测区域的说明图。
图5C是表示根据本发明的实施方式1的物体识别装置的第2物体检测部的物体可检测区域的说明图。
图5D是对根据本发明的实施方式1的物体识别装置的相关处理部的相关可能区域进行说明的说明图。
图6是根据本发明的实施方式2的物体识别装置的结构框图。
图7是示出根据本发明的实施方式2的物体识别装置的动作的流程图。
图8是对根据本发明的实施方式2的物体识别装置的遮挡区域和相关可能区域进行说明的说明图。
具体实施方式
实施方式1
图1是将本发明的实施方式1所涉及的物体识别装置与车辆控制部1300一同示出的结构框图。另外，将图1中的箭头设为表示信号的流动。
物体识别装置由第1物体检测部1101、第2物体检测部1102、以及物体识别处理部1200构成，物体识别处理部1200由遮挡区域检测处理部1201、相关处理部1202、以及更新处理部1203构成。
第1物体检测部1101由例如摄像头、激光雷达(LIDAR：LIght Detection AndRanging：光检测和测距)等除了物体检测位置以外还可获取物体宽度信息的装置来构成。第2物体检测部1102由例如雷达(RADAR：RAdio Detection And Ranging：无线电检测和测距)、超声波传感器、车车间通信设备(是指多辆车之间的通信设备)等的可获取物体检测位置的装置来构成。在本发明所涉及的实施方式1中，虽然使用2个物体检测部来进行说明，但是也可以使用3个以上的物体检测部。其中，需要包含可获取物体宽度信息的物体检测部。
如在图2中表示硬件的一个示例那样地，物体识别处理部1200由处理器100及存储装置101构成。虽然未图示，但存储装置具备随机存取存储器等易失性存储装置、和闪存等非易失性辅助存储装置。此外，也可具备硬盘的辅助存储装置，以取代闪存。处理器100执行从存储装置101输入的程序。程序基于根据例如图3的流程图的应用。在该情况下，从辅助存储装置经由易失性存储装置将程序输入到处理器100。此外，处理器100可将运算结果等数据输出至存储装置101的易失性存储装置，也可经由易失性存储装置将数据保存到辅助存储装置。
接着，基于图3至图5D，来对这样的结构构成的物体识别装置确定遮挡区域的动作、以及到计算出物体识别结果用于向车辆控制部1300发送的物体的位置信息为止进行说明。
由第1物体检测部1101测定的物体检测位置、以及物体检测位置精度信息作为物体检测位置信号、以及物体检测装置精度信号而被输出至遮挡区域检测处理部1201、相关处理部1202(图3的流程图中的步骤S1)。在第1物体检测部1101的输出中，也包含有物体宽度信号，该信号也被输出至遮挡区域检测处理部1201、相关处理部1202。由第2物体检测部1102测定的物体检测位置、以及物体检测位置精度信息被输出到相关处理部1202。
使用图4A、图4B来对遮挡区域检测处理部1201的遮挡区域的具体确定方法的一个示例进行说明。在图4A中示出在本车辆10的周边不存在物体时的第1物体检测部1101的检测区域P。此时，可检测到检测区域P内的全部物体，从而不产生遮挡区域。接着，在图4B中示出在检测区域P内存在周边物体20的状态。此时，周边物体20变为障碍物，产生第1物体检测部1101无法检测到的区域(遮挡区域Q1)。
在确定所产生的遮挡区域Q1时，在图4B中所示的X-Y坐标中将本车辆10的第1物体检测部1101的安装位置设为原点(0,0)、将周边物体20的后端中心的纵位置设为Xa、横位置设为Ya、以及将周边物体20的宽度信息设为Wa的情况下，为满足下述条件A和条件B的区域(纵位置x、横位置y)(步骤S2)。
条件A：(Ya-Wa/2)/Xa≤y≤(Ya+Wa/2)/Xa
条件B：|Xa|≤|x|
虽然在图4B中所示的遮挡区域为1个，但是在周边物体为多个(n个)的情况下，针对第1物体检测部1101的全部物体检测结果进行本处理，确定第1物体检测部1101的遮挡区域Q1～Qn。
在确定遮挡区域时，也可根据第1物体检测部1101对物体在X轴方向或Y轴方向上的检测误差，来设定冗余Mx、My，并如下地将条件A、条件B分别变更为条件A’、条件B'，从而缩窄遮挡区域。将冗余Mx、My分别设为正值。
条件A’：(Ya-Wa/2)/Xa+My≤y≤(Ya+Wa/2)/Xa-My
条件B’：|Xa|+Mx≤|x|
对于冗余Mx、My，也可基于第1物体检测部1101的物体检测位置的精度信息来使其值变化。即，在物体检测位置精度高时，使冗余Mx、或冗余My变小，在物体检测位置精度低时，使冗余Mx、或冗余My变大。
如此，根据第1物体检测部1101的检测误差，来设定冗余并且改变区域的边界，由此可利用遮挡区域检测处理部1201来进一步高精度地确定遮挡区域。由此，可进一步降低同一物体被判定为不同物体的可能性。
接着，通过相关处理部1202来判断上述那样确定了遮挡区域的第1物体检测部1101的物体检测结果与第2物体检测部1102的物体检测结果之间的相关性。具体地，在相关可能区域内全部的第1物体检测部1101的物体检测结果与第2物体检测部1102的物体检测结果的组合中，判断第1物体检测部1101的物体检测结果与第2物体检测部1102的物体检测结果之间的相关性，将相关性高的检测结果相组合。即，在实施方式1中，进行分别选择从本车辆到检测物体为止的距离差最小的物体检测结果并组合的处理。取得相关性的信息不限于到检测物体为止的距离，只要是检测物体的形状等的可识别物体的信息即可。
使用图5A至图5D来对相关可能区域进行说明。在图5A中示出本车辆10、及第2物体检测部1102的检测区域R。在本车辆10的周边不存在物体时，与由图4A进行说明的第1物体检测部1101相同地，可检测出检测区域R内的全部物体，从而不产生遮挡区域。此外，如图5B所示，即使在本车辆10的前方存在其他车辆即周边物体20a、20b、20c，由于第2物体检测部1102如上述那样是雷达、车车间通信设备等，因此根据其检测特性，也不产生遮挡区域，可检测到物体可检测区域RA内的物体(步骤S4)。
与此相对，如图5C所示，在第1物体检测部1101在本车辆10的前方检测到周边物体20a、20b、20c时，如由图4B所说明的那样，这些周边物体20a、20b、20c变为障碍物，从而产生第1物体检测部1101无法检测到的遮挡区域Q2、Q3。由此，第1物体检测部1101变为可检测到除了遮挡区域Q2、Q3以外的物体可检测区域PA(步骤S3)。在相关处理部1202中，如图5D所示那样，将第1物体检测部1101的可检测区域PA、和第2物体检测部1102的可检测区域RA的重复的范围确定作为相关可能区域SA(步骤S5)，对于该相关可能区域SA内检测到的周边物体20a、20b、20c，将第1物体检测部1101的物体检测结果与第2物体检测部1102的物体检测结果进行比较，如上述那样地，将各个物体检测结果的距离差为最小的物体检测结果相组合(步骤S6)。
更新处理部1203将在相关处理部1202的相关处理中被组合的第1物体检测部1101的物体检测结果和第2物体检测部1102的物体检测结果判断为同一物体，进行检测信息的整合，由此指定(识别)周边物体20a、20b、20c各自的位置，并进行对该被指定的物体的识别结果的更新(步骤S7)。使用从以往以来已知的α-β滤波器、卡尔曼(Kalman)滤波器等作为整合方法。
车辆控制部1300使用通过上述的物体识别处理部1200得到的本车辆10与本车辆的周边物体20a、20b、29c之间的识别出的相对位置的信息，进行对减轻在本车辆10与前方的物体相碰撞时的损害的碰撞损害减轻致动系统、对前方的车辆进行追踪的自适应巡航控制系统的控制。即，基于由物体识别处理部1200得到的物体识别结果，可进行本车辆的自动驾驶。
如此，在本发明所涉及的实施方式1中，通过取得排除了遮挡区域后的仅相关可能区域内的相关性，来抑制相关性，从而进一步地，不会将存在于遮挡区域中的不同物体判定为同一物体，因此，可降低产生因错误的组合(误相关)而引起的物体识别结果的可能性。
实施方式2
图6是将本发明的实施方式2所涉及的第2物体识别装置与车辆控制部1300一同示出的结构框图。另外，将图6中的箭头设为表示信号的流动。
此外，与实施方式1相同的符号表示相同的部分或相当的部分。
第2物体识别装置由第1物体检测部1101和第2物体检测部2200构成，第2物体识别处理部2200由遮挡区域检测处理部1201、第2相关处理部2202、第2更新处理部2203、和预测处理部2204构成。第2物体识别处理部2200为与物体识别处理部1200相同的由图2所示的硬件结构。
与利用相关处理部1202计算第1物体检测部1101与第2物体检测部1102各自的物体检测结果的相关性的实施方式1不同，在实施方式2中利用第2相关处理部2202来计算第1物体检测部1101的物体检测结果与预测处理部2204的输出之间的相关性，并且输出物体识别结果。
接着，基于图7及图8，来对这样的结构构成的第2物体识别装置计算出物体识别结果用于向车辆控制部1300发送的物体位置信息为止进行说明。
根据由第1物体检测部1101检测到的物体由遮挡区域检测处理部1201确定遮挡区域并且确定将该遮挡区域排除后的可检测区域PA为止的方法与由实施方式1所说明的图3的步骤S1至步骤S3是相同的。
预测处理部2204记录在时刻t1从第2更新处理部2203输出的物体识别结果。在时刻t1+Δt第1物体检测部1101检测到物体时，对预测处理部2204中记录的时刻t1的物体识别结果进行读取，且计算使得所读取的物体识别结果转移至第1物体检测部1101检测到物体的时刻t1+Δt为止而得到的物体预测结果。如此，基于以前的物体识别结果从而计算出的物体预测结果具有与物体识别结果相同的信息。例如，当物体识别结果中包含物体的相对速度时，可使用由第2更新处理部来进行物体识别的处理的时刻t1与第1物体检测部1101检测到物体的时刻t1+Δt之间的差分Δt、以及该物体的相对速度，来预测时刻t1+Δt的物体的相对位置(步骤S8)。另外，将物体识别结果设为包含物体检测位置、物体宽度信息、以及物体检测位置的精度信息。
利用第2相关处理部2202，如图8所示那样地，将上述的预测处理部2204的物体预测结果与第1物体检测部1101的可检测区域PA的重复的范围确定作为相关可能区域TA(步骤S9)，对于该相关可能区域TA内所检测到的周边物体20a、20b、20c，判定第1物体检测部1101的物体检测结果与预测处理部2204的物体预测结果之间的相关性。在该情况下，利用第2相关处理部2202来确定的相关可能区域TA为与第1物体检测部1101的物体可检测区域PA相同的区域。
具体地，在相关可能区域内的全部的第1物体检测部1101的物体检测结果与预测处理部2204的物体检测结果的组合中，进行将第1物体检测部1101的物体检测结果与预测处理部2204的物体预测结果的信息内从本车辆至物体为止的距离的差最小者相组合的相关处理(步骤S10)。取得相关性的信息不限于距离的差，只要是物体的形状等的可识别物体的信息即可。
如此，通过将进行相关处理时所使用的物体识别结果与物体检测结果的时刻匹配，从而可准确地组合物体识别结果与物体检测结果。
与更新处理部1203相同，第2更新处理部2203将在第2相关处理部2202的相关处理中被组合的第1物体检测部1101的物体检测结果和预测处理部2204的输出即物体预测结果判断为同一物体，并对这些结果进行整合，由此指定(识别)周边物体20a、20b、20c各自的位置，并进行对该被指定的物体的识别结果的更新(步骤S11)。使用从以往以来已知的α-β滤波器、卡尔曼(Kalman)滤波器等作为整合方法。
如此，在本发明所涉及的实施方式2中，通过取得预测处理部的物体预测结果与物体检测部的物体检测结果之间的相关性，从而可提高物体识别结果的精度，进一步地，不会将存在于遮挡区域中的不同物体判定为同一物体，因此，可降低产生因错误的组合(误相关)而引起的物体识别结果的可能性。
另外，本发明在其发明的范围内，能将各实施方式自由组合，并能将各实施方式进行适当地变形、省略。
标号说明
1101：第1物体检测部，1102：第2物体检测部，1200：物体识别处理部，1201：遮挡区域检测处理部，1202：相关处理部，1203：更新处理部，1300：车辆控制部，2200：第2物体识别处理部，2202：第2相关处理部，2203：第2更新处理部，2204：预测处理部。

Claims (9)

1.一种物体识别装置，其特征在于，
包括：第1物体检测单元，该第1物体检测单元搭载在车辆上，并在检测所述车辆的周边物体的同时，产生与检测到的所述周边物体相对应的遮挡区域；遮挡区域检测处理部，该遮挡区域检测处理部用于确定产生的所述遮挡区域；物体检测生成单元，该物体检测生成单元生成用于取得与所述第1物体检测单元的第1物体检测结果的相关性的第2物体检测结果；相关处理部，该相关处理部用于取得在除了由所述遮挡区域检测处理部确定的所述遮挡区域以外的区域中所述第1物体检测结果与所述第2物体检测结果之间的相关性；以及更新处理部，该更新处理部在由所述相关处理部判断为所述第1物体检测结果与所述第2物体检测结果为同一物体的检测结果时，根据所述第1物体检测结果和所述第2物体检测结果来计算所述周边物体的识别结果并且进行更新，所述物体识别装置基于所述更新处理部的所述识别结果，来对车辆进行控制。
2.如权利要求1所述的物体识别装置，其特征在于，
所述相关处理部选择所述第1物体检测结果与所述第2物体检测结果之间的相关性高的检测结果。
3.如权利要求2所述的物体识别装置，其特征在于，
取得所述相关性的信息是检测到的从所述车辆到所述周边物体为止的距离的信息。
4.如权利要求1至3中任一项所述的物体识别装置，其特征在于，
所述物体检测生成单元是不产生遮挡区域的第2物体检测单元。
5.如权利要求1至3中任一项所述的物体识别装置，其特征在于，
所述物体检测生成单元是输出基于由所述更新处理部计算出的所述识别结果而预测到的物体的检测结果的预测处理单元。
6.如权利要求1至5中任一项所述的物体识别装置，其特征在于，
所述遮挡区域检测处理部基于由所述第1物体检测单元检测到的从所述车辆到所述周边物体为止的距离和所述周边物体的宽度，从而确定所述遮挡区域。
7.一种物体识别方法，其特征在于，
在识别周边物体并基于识别的信息来控制车辆的物体识别方法中，确定在检测所述周边物体时第1检测单元所产生的遮挡区域，确定将所述遮挡区域从所述周边物体的检测区域中除外后得到的第1可检测区域，确定不产生所述遮挡区域的第2检测单元的第2可检测区域，通过所述第1检测单元和所述第2检测单元来检测在所述第1可检测区域和所述第2可检测区域双方的区域中存在的所述周边物体的包含到所述周边物体为止的距离的物体信息，并且将检测到的所述距离的差最小的检测结果的组合识别为同一物体的物体信息。
8.一种物体识别方法，其特征在于，
在识别周边物体并基于识别的信息来控制车辆的物体识别方法中，确定在检测所述周边物体时第1检测单元所产生的遮挡区域，确定将所述遮挡区域从所述周边物体的检测区域中除外后得到的第1可检测区域，取得存在于所述第1可检测区域的所述周边物体的检测结果、与根据检测出所述周边物体的以前的检测结果来预测当前位置而获得的预测结果在到所述周边物体为止的距离上的相关性，并且将所述距离的差最小的检测结果与预测结果的组合识别为同一物体的物体信息。
9.如权利要求7或8所述的物体识别方法，其特征在于，
在确定所述遮挡区域时，设定抵消检测误差的冗余。
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