JP2000099875A - 車両検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 複数の車両観測装置に対応して設けられた車
両追尾装置による各車両追尾精度に依存することをなく
し、各車両観測装置の精度の良さを反映した追尾が出来
るように構成された車両検出装置を得る。 【解決手段】 アンテナ送受信部２３とレーダ信号処理
部２４とから構成される第１の車両観測装置１と、赤外
線カメラ２５と画像処理部２６とから構成される第２の
車両観測装置２とからの出力に対して、車両の存在予測
領域あるいは存在確率密度を相関処理により算出し、検
出確率の高い方の出力を選択して追尾を行うことによ
り、事象を確実に検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、路側上や路上に
設置して、道路を走行する複数の車両や停止車両などに
対して、車両からの反射電波や車両が放射する赤外線お
よび可視光などを探知分析することにより車両に関する
情報を得る複数の車両観測装置を用い、複数の車両観測
装置からの情報をもとに車両の推定を行い追尾諸元を算
出して追尾を行う車両追尾装置などから構成される車両
検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車による道路交通は社会経済の発展
に大きく貢献し、今日の社会システムの中で重要な役割
を果たしている。しかし、一方では交通事故は減少せ
ず、年間死亡者数が一万人以上に達したまま推移してい
る。さらに、交通渋滞も深刻の度合を一層増し、近年の
交通実態には非常に厳しいものがあるなど、安全性や輸
送効率において大きな問題が顕在化しており、これらの
解決が強く求められている。これらの社会的要請を背景
に、昨今、自動車の安全運転に対する関心が非常に高ま
っており、安全運転支援等を図る高度道路交通システム
（ＩＴＳ:Intelligent Transport Systems）の積極的な
推進が図られている。この高度道路交通システムの内、
ＡＨＳ（Advanced cruise assist Highway Systems）走
行支援道路システムは、道路インフラ施設として設置さ
れたセンサにより前方の障害物や走行車両の状況などを
センシングしての制御支援サービスおよび自動走行サー
ビスを行うことで安全性の向上、効率・環境の改善を目
的として開発が推進されている。上記に用いるセンサ
は、走行車両の状況や障害物に対する確実な検出を必要
とし、複数のセンサを用いて精度の向上や誤検出の除去
などを図る必要性が考えられる。従来の複数の車両観測
装置を用いた車両検出装置については、例えば、4th Wo
rld Congress on ITS Oct 1997「COLLISION AVOIDANCE
SYSTEM BASED ON A MULTISENSOR SET-UP」などで車載用
の車両検出装置が発表されている。図８は従来の車両検
出装置の概要図、図９は従来の車両検出装置の構成図で
ある。

【０００３】図８に示されるように、従来の車両検出装
置は、第１および第２の車両観測装置１および２によっ
て複数の追尾車両Ｔ１，Ｔ２，・・・、さらには道路周
辺の構造物などのクラッタを検出する。６は第１の車両
観測装置の検出覆域、７は第２の車両観測装置の検出覆
域である。３および４は上記車両観測装置１及び２に対
応して設けられた第１及び第２の車両追尾装置である。
５は、上記車両追尾装置３及び４の車両追尾結果を入力
とし、車両追尾結果の相関処理を行う追尾諸元相関装置
である。図９は、図８において示したものをブロック図
化したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の装
置においては、追尾諸元相関装置５で、車両追尾装置３
から入力された車両追尾結果の車両から得られたもので
あるか否かを判定していた。そのため、車両観測装置１
および２に対応して設けられた車両追尾装置３および４
の車両追尾結果すなわち各々の観測精度、分解能、検出
確率、誤検出などの性能に依存することになり、性能の
悪い方の車両追尾結果の影響を受けて、互いの精度の良
さを反映した追尾が不可能である。また、失探のあった
車両追尾結果と、車両追尾装置４から入力された車両追
尾結果の全ての組み合わせについて、同一結果を他の車
両追尾結果でカバーして追尾を維持することもできない
ことも生じる。

【０００５】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、複数の車両観測装置毎に車両追尾
装置を設けて、各車両追尾結果の相関処理を行うのでは
なく、複数の車両観測装置より出力された情報を基に、
目標の同一性や検出確率などを判定する相関処理を先に
行い、各車両観測装置の検出情報の選択により精度の良
さを反映した追尾を可能にするように構成された車両検
出装置を提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために第１の発明による車両検出装置は、道路を走行す
る複数の車両に対して電波を照射して目標からの反射波
を受信するアンテナ送受信部と上記アンテナ送受信部か
らの出力により車両の速度と上記アンテナ送受信部から
車両までの位置を検出するレーダ信号処理部とから構成
される第１の車両観測装置と、上記車両から放射される
赤外線を受信する赤外線カメラと上記赤外線カメラから
の出力により車両の大きさと速度と上記赤外線カメラか
ら車両までの位置を検出する画像処理部とから構成され
る第２の車両観測装置と、上記車両観測装置からの出力
により上記車両が存在する予測領域あるいは存在確率密
度を相関処理を行って算出して、上記車両に対する検出
確率の高い上記車両観測装置からの出力を選択して求め
る相関装置と、上記相関装置からの選択された出力によ
り追尾を行い上記車両を検出する車両追尾装置と、上記
車両追尾装置からの出力により車両の異常走行や停止車
両などの事象を判定する事象判定装置とから構成するよ
うにしたものである。

【０００７】また、第２の発明による車両検出装置は、
アンテナ送受信部とレーダ信号処理部とから構成される
第１の車両観測装置と、車両から反射される可視光を受
信する可視カメラと上記可視カメラからの出力により車
両の大きさと速度と上記可視カメラから車両までの位置
を検出する画像処理部とから構成される第２の車両観測
装置とから構成するようにしたものである。

【０００８】また、第３の発明による車両検出装置は、
赤外線カメラと画像処理部とから構成される第１の車両
観測装置と、可視カメラと画像処理部とから構成される
第２の車両観測装置とから構成するようにしたものであ
る。

【０００９】また、第４の発明による車両検出装置は、
アンテナ送受信部とレーダ信号処理部とから構成される
第１の車両観測装置と、赤外線カメラと画像処理部とか
ら構成される第２の車両観測装置と、可視カメラおよび
画像処理部より構成される第３の車両観測装置とから構
成するようにしたものである。

【００１０】また、第５の発明による車両検出装置は、
第１の車両検出装置は上り車線の路側上または路上に、
また第２の車両検出装置は下り車線の路側上または路上
にそれぞれ設置して、上記第１と第２の車両検出装置
は、対向する方向の車両を検出するように構成したもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は実施の形態１を示す車両検出装置の概要図、図２
は構成図である。図において、１は第１の車両観測装
置、２は第２の車両観測装置であり路側上に設置する。
１３は、第１の車両観測装置の検出覆域、１４は、第２
の車両観測装置の検出覆域であり、複数の追尾車両Ｔ
１，Ｔ２，・・・、さらには道路周辺の構造物などのク
ラッタなどを検出する。第１の車両観測装置１はミリ波
レーダ装置であり、アンテナ２２、アンテナ送受信部２
３およびレーダ信号処理部２４より構成される。また、
第２の車両観測装置２は赤外線画像センサであり、赤外
線カメラ２５及び画像処理部２６より構成されるもので
ある。路側処理装置１２は、第１の車両観測装置１と第
２の車両観測装置２よりの検出情報を互いに同期をとり
出力させる同期装置８とその検出情報をもとに追尾車両
Ｔ１，Ｔ２が存在する予測領域あるいは存在確率密度を
相関処理を行って算出して、追尾車両Ｔ１，Ｔ２に対す
る検出確率の高い車両観測装置１と２からの出力を選択
して求める相関装置９と、相関装置９からの選択された
出力により追尾を行い追尾車両Ｔ１，Ｔ２を検出する車
両追尾装置１０と、追尾結果の走行軌跡から異常走行や
停止車両などの事象を判定する事象判定装置１１とで構
成されるものである。

【００１２】次に動作について説明する。路側処理装置
１２において用いる相関装置９の相関処理は図３で示さ
れている。ここで、検出情報が得られた時刻に対し、車
両の存在予測領域１５（この範囲をソフトウエアゲート
という）と次サンプリング時刻の車両の存在予測領域１
６から検出情報がどのソフトウエアゲート内に存在し、
かつ車両がソフトウエアゲートに存在する確率２１を算
出する相関処理を行うものである。ここで、１７はソフ
トウエアゲートの中心点、１８は第１の車両観測装置の
検出情報、１９は第２の車両観測装置の検出情報であ
る。また、２０は、車両の存在確率密度関数を示す。検
出情報の相関手法としては、種々の追尾フィルタ方式を
用いることが可能である。例えば、ソフトウエアゲート
の中心位置に最も近い検出情報を相関結果とするNeares
t neighbor filter やソフトウエアゲート内の検知情報
から仮設（不要信号を考慮した）を生成して各仮設の信
頼度で重み付けをして相関結果とするProbabilistic da
ta asociation filter、あるいは面積やドップラなどの
距離変化率などを用いた相関手法も適用できる。各車両
観測装置の検出情報の相関処理により、検出情報の選択
を行うことも可能になり、各車両観測装置の検出精度の
良い方を追尾精度に反映することができる。また、検出
率が落ちても利用できるため検出率の良い検出情報に引
き継ぐことも可能になる。

【００１３】第１の車両観測装置１に用いるミリ波レー
ダ装置としては、ＦＭ−ＣＷ方式、パルス方式、ＳＳ方
式などが考えられる。一例としてＦＭ−ＣＷ方式では、
アンテナ送受信部２３とアンテナ２２により送信周波数
を周波数変調して送信、目標からの反射波を受信し、送
信信号とのビート周波数を得る。レーダ信号処理部２４
では、このビート周波数から車両までの距離、速度、方
位角度を高速フーリエ変換処理等を行うことによりそれ
ぞれ検出する。ミリ波レーダ装置では、ドップラを用い
ることで雪、霧など天候の影響が少なく特に、数百ｍま
での検出が可能で特に距離、速度の分解能が高く、距離
変化率または速度変化率を用いる追尾が有効である。し
かし、方位角度分解能はアンテナのビーム幅に依存する
ための短所や目標の大きさや識別が難しい短所を有して
いる。

【００１４】また、第２の車両観測装置２に用いる赤外
線画像センサは、目標が放射する赤外線を赤外線カメラ
２５で受信する。画像処理部２６では、目標の車両抽出
手法として目標のエッジ抽出手法やあらかじめ取得した
背景画像との差から変化領域を検出する背景差分手法な
どにより目標の大きさ、速度、位置を検出する。赤外線
画像センサでは、ミリ波レーダ装置と比較して画素数が
多いことから方位角度の分解能が良好である。また、視
野角も広く取れるため設置位置の直近からの検出が可能
である。特に、追尾開始処理を赤外線画像センサで行う
ことや車両の方位角度情報を利用することで精度の良さ
を反映した追尾が可能である。しかし、ミリ波レーダ装
置と比較して雪、霧など天候の影響が大きいことや距
離、速度の精度に短所を有している。

【００１５】実施の形態２ 図４はこの発明の実施の形態２を示す車両検出装置の構
成図である。図において第１の車両観測装置１として
は、ミリ波レーダ装置を第２の車両観測装置２としては
可視画像センサであり、可視カメラ２７及び画像処理部
２８より構成されるものである。

【００１６】動作については、実施の形態１と同様であ
る。可視画像センサは、画素数が赤外線画像センサより
多く、方位角度の分解能がさらに良好である。しかし、
赤外線画像センサと比較すると、照明のない夜間や明る
さの変化の大きい場合およびライトのハレーションによ
る影響を受けるなどの短所を有している。

【００１７】実施の形態３ 図５はこの発明の実施の形態３を示す車両検出装置の構
成図である。図において第１の車両観測装置１としては
赤外線画像センサを第２の車両観測装置２としては可視
画像センサを用いる。動作については、実施の形態１と
同様である。

【００１８】実施の形態４ 図６はこの発明の実施の形態４を示す車両検出装置の構
成図である。図において第１の車両観測装置１として
は、ミリ波レーダ装置を第２の車両観測装置２としては
赤外線画像センサを用いる他、第３の車両観測装置２９
として可視画像センサを用いる。動作については、実施
の形態１と同様である。

【００１９】実施の形態５ 図７はこの発明の実施の形態５を示す車両検出装置の構
成図である。図において第１の車両検出装置３０は上り
車線の路側上または路上に、また第２の車両検出装置３
１は下り車線の路側上または路上にそれぞれ設置して、
第１と第２の車両検出装置は、対向する方向の車両を検
出するようにそれぞれ対向して設置して構成する。

【００２０】

【発明の効果】第１の発明によれば、車両観測装置から
の出力により車両が存在する予測領域あるいは存在確率
密度を相関処理を行って算出して、各車両観測装置から
の出力を選択して求める相関装置と、相関装置からの選
択された出力により追尾を行い車両を検出する車両追尾
装置と、車両追尾装置からの出力により車両の異常走行
や停止車両などの事象を判定する事象判定装置とで構成
することで車両に対して検出確率の高い各目標観測装置
の検出情報の選択や検出情報の精度の良さを反映した追
尾と事象の判定ができる効果がある。

【００２１】また、検出率が落ちても利用できるため検
出率の良い検出情報に引き継ぐことも可能になる効果が
ある。さらに、観測間隔の短縮や、情報量の増大による
追尾性能の改善効果が見込める。

【００２２】また、第１の発明によれば、車両観測装置
をミリ波レーダ装置と赤外線画像センサで構成すること
により、測速度と測距精度に優れたミリ波レーダ装置の
検出情報を測角精度と大きさの検出精度に優れた赤外線
画像センサの検出情報を用いて追尾精度に反映すること
ができる効果がある。

【００２３】また、第２の発明によれば、車両観測装置
をミリ波レーダ装置と可視画像センサで構成することに
より、測速度と測距精度に優れたミリ波レーダ装置の検
出情報を測角精度と大きさの検出精度に優れた可視画像
センサの検出情報を用いて追尾精度に反映することがで
きる効果がある。

【００２４】また、第３の発明によれば、車両観測装置
を赤外線画像センサと可視画像センサで構成することに
より、車両の大きさの検出精度と測角精度に優れた検出
情報を用いて追尾精度に反映することができる効果があ
る。

【００２５】また、第４の発明によれば、車両観測装置
をミリ波レーダ装置と赤外線画像センサと可視画像セン
サで構成することにより昼夜間を問わず全天候下でも測
速度と測距および測角精度、大きさの検出精度に優れた
検出情報を用いて追尾精度に反映することができる効果
がある。

【００２６】また、第５の発明によれば、車両検出装置
を上り車線と下り車線の路側上または路上にそれぞれ対
向して設置して構成することにより、死角ゾーンを生じ
ることなく追尾を行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による車両検出装置の実施の形態１
を示す概要図である。

【図２】 この発明による車両検出装置の実施の形態１
を示す構成図である。

【図３】 この発明による車両検出装置の実施の形態１
を補足するための図である。

【図４】 この発明による車両検出装置の実施の形態２
を示す構成図である。

【図５】 この発明による車両検出装置の実施の形態３
を示す構成図である。

【図６】 この発明による車両検出装置の実施の形態４
を示す構成図である。

【図７】 この発明による車両検出装置の実施の形態５
を示す構成図である。

【図８】 従来の車両検出装置の概要図である。

【図９】 従来の車両検出装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 第１の車両観測装置、２ 第２の車両観測装置、３
第１の車両追尾装置、４ 第２の車両追尾装置、５
追尾諸元相関装置、６ 第１の車両観測装置の検出覆
域、７ 第２の車両観測装置の検出覆域、８ 同期装
置、９ 相関装置、１０ 車両追尾装置、１１ 事象判
定装置、１２ 路側装置、１３ 第１の車両観測装置の
検出覆域、１４ 第２の車両観測装置の検出覆域、１５
現時刻の車両の存在予測領域、１６ 次サンプリング
時刻の車両の存在予測領域、１７ ソフトウエアゲート
の中心点、１８ 第１の車両観測装置の検出情報、１９
第２の車両観測装置の検出情報、２０ 車両の存在確
率密度関数、２１ 車両がソフトウエアゲートに存在す
る確率、２２ アンテナ、２３ アンテナ送受信部、２
４ レーダ信号処理部、２５ 赤外線カメラ、２６ 画
像処理部、２７ 可視カメラ、２８ 画像処理部、２９
第３の車両観測装置、３０ 第１の車両検出装置、３
１ 第２の車両検出装置、Ｔ１ 第１の追尾車両、Ｔ２
第２の追尾車両。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路を走行する複数の車両に対して電波
   を照射して目標からの反射波を受信するアンテナ送受信
   部と上記アンテナ送受信部からの出力により車両の速度
   と上記アンテナ送受信部から車両までの位置を検出する
   レーダ信号処理部とから構成される第１の車両観測装置
   と、上記車両から放射される赤外線を受信する赤外線カ
   メラと上記赤外線カメラからの出力により車両の大きさ
   と速度と上記赤外線カメラから車両までの位置を検出す
   る画像処理部とから構成される第２の車両観測装置と、
   上記車両観測装置からの出力により上記車両が存在する
   予測領域あるいは存在確率密度を相関処理により算出し
   て、上記車両に対する検出確率の高い上記車両観測装置
   からの出力を選択して求める相関装置と、上記相関装置
   からの選択された出力により追尾を行い上記車両を検出
   する車両追尾装置と、上記車両追尾装置からの出力によ
   り車両の異常走行や停止車両などの事象を判定する事象
   判定装置とで構成したことを特徴とする車両検出装置。
2. 【請求項２】 アンテナ送受信部とレーダ信号処理部と
   から構成される第１の車両観測装置と、車両から反射さ
   れる可視光を受信する可視カメラと上記可視カメラから
   の出力により車両の大きさと速度と上記可視カメラから
   車両までの位置を検出する画像処理部とから構成される
   第２の車両観測装置とで構成したことを特徴とする請求
   項１記載の車両検出装置。
3. 【請求項３】 赤外線カメラと画像処理部とから構成さ
   れる第１の車両観測装置と、可視カメラと画像処理部と
   から構成される第２の車両観測装置とで構成したことを
   特徴とする請求項１記載の車両検出装置。
4. 【請求項４】 アンテナ送受信部とレーダ信号処理部と
   から構成される第１の車両観測装置と、赤外線カメラと
   画像処理部とから構成される第２の車両観測装置と、可
   視カメラおよび画像処理部より構成される第３の車両観
   測装置とで構成したことを特徴とする請求項１記載の車
   両検出装置。
5. 【請求項５】 第１の車両検出装置は上り車線の路側上
   または路上に、また第２の車両検出装置は下り車線の路
   側上または路上にそれぞれ設置して、上記第１と第２の
   車両検出装置は、対向する方向の車両を検出するように
   したことを特徴とする請求項１記載の車両検出装置。