JP2002243857A

JP2002243857A - 周囲物体認識装置

Info

Publication number: JP2002243857A
Application number: JP2001037464A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Sato; 好宏佐藤; Hiroshi Sato; 宏佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】駐車時、自車両の周囲にある他車両の駐車位
置及び駐車方位を精度よく検出してその地図を運転者に
表示し、的確な運転操作ができるようにする。【解決手段】レーザレーダなどの距離計測装置２で自
車両周囲にある物体までの距離及び方位を自車両位置検
出装置１で得た自車両位置とともに記憶部３にデータ点
列として逐次蓄積する。データ点列から直線成分検出部
５で直線成分を検出し、そのなかから直交成分検出部６
で互いに略直角に交差する直線の組を抽出して候補とす
る。そして平行成分検出部７により互いに略平行である
組のみを抽出して他車両とし、その方位を求める。物体
位置判断部８ではこの方位情報と記憶部３のデータ点列
に基づいて駐車車両の配置を判断し、表示装置１０にそ
の地図を表示する。複数台が駐車している駐車場でも、
自車両の走行方向の如何にかかわらず他車両の駐車位置
及び駐車方位を容易に認識することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車庫や駐車場など
において的確な運転操作を行うことができるように、自
車両の周囲にある物体の位置状況を把握する周囲物体認
識装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような周囲物体認識装置としては、
例えば特開平９−１８０１００号公報に記載のものがあ
る。この公報に記載された周囲物体認識装置は、レーザ
レーダやフォトセンサからなる距離センサにより自車両
から周囲物体までの相対距離を測定するとともに、自車
両の位置をステアリング角センサと車速センサを用いて
検出する。そして、自車両の外形寸法や最小回転半径に
関する情報を予め記憶しておくことで、上記センサ等か
らの検出結果と比較して、駐車可能な大きさのスペース
があるか否か、また最小回転半径で移動した場合に駐車
スペースに駐車可能か否かを判断し、画像及び音声で運
転者に明示するように構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の周囲物体認識装置では、駐車可能な大きさのスペー
スがあるか否かを判断することはできるものの、周囲の
車両がどの方位に向けて駐車されているかの認識ができ
ないため、自車両を駐車する目標位置や移動方向を決定
するのが困難であるという問題がある。したがって本発
明は、上記の問題点に鑑み、周囲の車両の駐車方位や位
置を検出できるようにして自車両の駐車目標や移動方向
を容易に決定できるようにした周囲物体認識装置を提供
することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の本
発明は、自車両の位置を検出する自車両位置検出装置
と、自車両に設置されて、自車両の周囲に存在する物体
までの距離及び方位を測定可能な距離計測装置と、該距
離計測装置により検出された物体までの距離及び方位と
該物体検出時点に自車両位置検出装置により検出された
自車両の位置との組をデータ点列として記憶する記憶部
と、該記憶部に蓄積されたデータ点列から周囲車両と認
識された物体の駐車方位を認識する車両方位認識装置
と、記憶部に蓄積されたデータ点列と車両方位認識装置
で決定された周囲車両の方位情報から車両周囲に存在す
る物体の位置を判断する物体位置判断部とを有するもの
とした。

【０００５】請求項２の発明は、車両方位認識装置が、
記憶部に蓄積されたデータ点列から略直線をなすデータ
の組を検出する直線成分検出部と、該直線成分検出部で
検出された複数の直線成分のうち、互いに略直交する２
本の直線成分の組を抽出する直交成分検出部とを有する
ものとした。また請求項３の発明は、車両方位認識装置
がさらに、直交成分検出部で抽出された略直交する直線
成分の組のうち、互いに略平行となる直線成分の組を抽
出する平行成分検出部を有するものとした。

【０００６】請求項４の発明は、物体位置判断部により
得られた車両周囲に存在する物体の位置を表す地図を作
成する地図生成部を有するものとした。また、請求項５
の発明は、さらに上記地図生成部で作成した地図を表示
する表示装置を有しているものである。

【０００７】

【発明の効果】請求項１の発明は、周囲車両までの距離
及び方位のデータを自車両位置のデータとともに組とし
て逐次蓄積したデータ点列から、車両方位認識装置で他
車両の駐車方位を認識し、この方位と記憶手段からのデ
ータ点列とから周囲車両の配置を判断するので、自車両
の走行方向の如何にかかわらず他車両の駐車位置及び駐
車方位を容易に認識することができる。

【０００８】請求項２の発明は、車両方位認識装置がと
くに記憶部に蓄積されたデータから直線成分検出部で直
線を検出し、直交成分検出部で互いに略直交する直線成
分の組を抽出するようにしたので、周囲車両の外形を構
成する線分を特定でき、容易にその方位を認識できる。
請求項３の発明は、さらに平行成分検出部により、直交
成分検出部で抽出した略直交する直線成分の複数組のう
ち、互いに略平行となる組を抽出するようにしたので、
複数の他車両が駐車している場合にも、その駐車方位を
容易に認識することができる。

【０００９】請求項４の発明は、地図生成部で車両周囲
に存在する物体の位置を表す地図を作成するので、当該
地図に基づいて例えば自車両の駐車位置を設定し、自動
的な車両制御に用いることができる。また請求項５の発
明は、さらに車両周囲に存在する物体の位置を表す地図
を表示装置に表示するものとしたので、運転者は周囲物
体の位置状況を視覚的に容易に把握することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図１は、第１の実施例による周囲
物体認識装置の構成を示すブロック図である。まず自車
両の位置を逐次検出する自車両位置検出装置１と、自車
両から周囲に存在する物体までの距離及び方位を検出す
る距離計測装置２とに記憶部３が接続されている。記憶
部３は、自車両位置検出装置１で得た自車両位置と距離
計測装置２で得た周囲物体までの距離及び方位とを計測
データとして記憶・蓄積する。

【００１１】記憶部３には車両方位認識装置４が接続さ
れ、上記計測データに基づいて自車両の周囲に存在する
他車両の駐車方位を認識する。記憶部３と車両方位認識
装置４とに物体位置判断部８が接続され、ここで、記憶
部３に蓄積されている計測データと車両方位認識装置４
で認識された周囲車両の駐車方位情報とから周囲物体の
位置状態を判断する。

【００１２】物体位置判断部８には順次に地図生成部９
とディスプレイ等の表示装置１０とが接続されている。
地図生成部９では物体位置判断部８で確定された配置状
況を地図として生成し、表示装置１０でこの物体の配置
地図を運転者へ表示する。

【００１３】自車両位置検出装置１は、不図示の左右の
後車輪に各々設けた車輪速センサとステアリング装置に
設けた舵角センサがそれぞれ検出する検出信号をもと
に、アッカーマン式操舵機構における関係を適用して自
車両の走行距離及び進行方向を推定する。なお、方向の
推定には、舵角センサのかわりに左右後車輪の回転数差
を利用することもできる。なお、駐車時は車両速度が低
いので、上記アッカーマンの関係を適用しても誤差は小
さい。

【００１４】距離計測装置２は、図２に示すように自車
両１２の車体の前部両サイドに設置したレーザレーダ２
ａ、２ｂ及び後部両サイドに設置したレーザレーダ２
ｃ、２ｄを備える。これらのレーザレーダ２ａ〜２ｄか
ら放出されるビームＢａ〜Ｂｄは、それぞれ車両の幅方
向外側へ向くように設定されている。

【００１５】レーザレーダ２ａ〜２ｄは、これらから発
射したビームＢａ〜Ｂｄが他車両などの周囲物体に当た
って返ってくる反射波を捕らえ、この間の時間を計測す
ることで自車両から周囲物体までの距離を検出する。各
レーザレーダ２ａ〜２ｄは、対象物体の方向が特定しや
すいように、ビームＢａ〜Ｂｄの指向性を強く、また検
知角度を狭く設定し、その方向を固定してある。

【００１６】記憶部３は、マイクロコンピュータのメモ
リ等で構成され、距離計測装置２で検出された周囲物体
までの距離や方位のデータと、その物体が検出された時
点における自車両位置検出装置１からの自車両位置のデ
ータとを組として、物体が検出された数だけデータ点列
として逐次記憶する。

【００１７】車両方位認識装置４は、記憶部３からの計
測データから直線成分を検出する直線成分検出部５と、
検出された複数の直線成分のなかで互いに略直交な成分
を検出する直交成分検出部６とからなる。直線成分検出
部５では、記憶部３に蓄積されたデータ点列から、ハフ
変換等を用いて直線近似して線分を検出する。また、直
交成分検出部６で略直交する線分を検出するのは、距離
計測装置２で求めた距離・方位データ中に混入する誤検
出データ等によるノイズを除去するとともに、検出され
る物体が車両であるか否かを判断するためである。

【００１８】すなわち、自動車は、上方からみて外周が
長方形状をなしていることから、距離計測装置２で検出
するデータも、斜め方向に駐車している自動車であれば
ビームが左右いずれかの側面及びこれと直交する前後い
ずれかの面の双方から跳ね返ってきて略直交するものに
なる。そこで、車両に相当する直交線分が得られれば、
その線分の方位を駐車車両の方位として求めることがで
きる。

【００１９】次に、上記構成になる周囲物体認識装置の
作用について説明する。ここでは、図２に示す駐車場で
駐車する場合を説明する。駐車場には、図中水平方向へ
伸びる壁１１が設けられており、この壁１１に対し左上
向きの斜めに他車両１３が１台駐車しており、この左右
に駐車スペースがある。自車両１２は、図中右方から左
方へ水平方向に進入してきて上記スペースに駐車しよう
とする。

【００２０】駐車操作の間、自車両１２の自車両位置検
出装置１は、前述のように、車輪速センサと舵角センサ
から、それぞれ左右の後車輪速度信号と操舵角信号を受
けて、各車輪の移動量及び車両の回転角度を積算して自
車両の走行距離及び進行方向を求め、自車位置を逐次検
出していく。この自車位置の具体的算出方法は、本出願
人の特開平７−２４８３２号公報に記載してあるので、
ここではその詳細な説明を省略する。

【００２１】距離計測装置２においても、自車両から周
囲の物体までの距離及び方位を逐次検出する。図２のケ
ースでは、自車両１２の前後左側に設置したレーザレー
ダ２ａ、２ｃからのビームＢａ、Ｂｃが他車両１３に当
たって返ってくる反射波を受けることになる。これによ
り、自車両１２から他車両１３までの距離及び方位が検
出される。

【００２２】この距離計測装置２で検出した物体までの
距離及び方位のデータと、自車両位置検出装置１で検出
した自車両の走行距離及び移動方向のデータは、逐次記
憶部３へ送られ、１組のデータとして物体が検出された
数だけデータ点列として記憶・蓄積される。ここで、上
記両データがデータ組として記憶されるのは、物体まで
の距離及び方位がそのとき検出した自車両の位置に依存
しているからである。記憶部３に蓄積されたデータ点列
を図３に丸印で示す。他車両の前面に対応するデータ点
列１６ａと右側面に対応するデータ点列１６ｂが検出さ
れている。

【００２３】次いで、車両方位認識装置４の直線成分検
出部５では、記憶部３に蓄積された上記データをハフ変
換することで、直線の抽出を行う。ハフ変換において抽
出される直線は、データ蓄積のために適宜に設定された
座標平面上に、直交する座標軸のいずれか一方の座標軸
に対する角度と、原点等の特定の点からの距離で表現さ
れ、各直線成分にはハフ空間への投票の頻度値といった
形で重みが与えられる。全投票数に対し頻度値が所定の
割合以上の数を示す直線を、検出する物体の輪郭を構成
する可能性があるものとして抽出する。

【００２４】図４は、図３のデータ点列から抽出した直
線をデータ点列とともに示す。これらの直線Ｌ〜Ｐに
は、他車両１３を表す直線とノイズとしての直線が混在
している。そこで、直交成分検出部６では、直線成分検
出部５により抽出された直線Ｌ〜Ｐから互いに略直交す
る２本の直線の組を抽出する。斜めに駐車した他車両の
データは、直交した直線として現われるからである。

【００２５】ここでは、直線Ｌ〜Ｐのなかから、最も頻
度値の高いものを選択する一方、残りの直線について頻
度値の高いものから順に上記選択した直線に対する交差
角度を算出する。この交差角度が直角に近い所定の範囲
内の角度、例えば９０°±３°であれば、それを候補直
線とする。

【００２６】そしてさらに、直交成分検出部６では上記
選択した直線と候補直線の交差点付近に、それぞれの直
線を構成し得るデータが存在するか否かを検査する。も
し所定範囲内の角度で交差する直線がないか、または交
差してもその交差点付近にデータ点が存在しない場合に
は、その候補直線を除外する。そして、残りに直線群に
対して、上記の条件を満たす候補直線が検出されるか、
あるいは全ての直線に対して所定範囲内の角度で交差す
る直線がないことが確認されるまで上記と同じ処理を繰
り返す。

【００２７】上記図４に示された直線群のうち、直線Ｍ
についてはこれに略直交する直線がなく、また直線Ｎに
ついては交差点Ｏの付近にほとんどデータ点が存在しな
いことから、これらは除去される。この結果、図５に示
すように、上記の条件に合うものとして直線Ｌと直線Ｐ
が抽出される。これが他車両９の輪郭の一部を表す直線
の組となり、最も頻度値の高いものとして選択された直
線の向きが他車両の方位を示す。

【００２８】駐車場における他車両の方位が決定される
と、物体位置判断部８はこの方位情報と記憶部３に蓄積
されている計測データとから周囲物体の位置状態を判断
する。ここでは、車両方位認識装置４で得た２本の直線
の交差点から、それぞれの直線を構成するデータ点のう
ち、図６に示すように、最も遠いデータ点と交差点を結
ぶ線分１７、１８を生成する。このようにして生成した
２本の線分の一方１７が、予め設定した車体の輪郭に相
当する長方形の短辺（車両幅に相当）より長く、かつ他
方１８が長方形の短辺より短いときは、短辺より長い方
の線分１７を車両の長辺２０（車両長さに相当）、短辺
より短い方の線分を車両の短辺１９として、他車両の配
置を確定する。

【００２９】そして、地図生成部９では、上記短辺１９
と長辺２０からなる長方形を駐車中の他車両１３として
描画データを生成し、地図の形で表示装置１０に表示さ
れる。運転者は、他車両の駐車位置や駐車方位等を表示
装置１０で容易に認識でき、ハンドル操作など的確な運
転操作をすることができるようになる。

【００３０】本実施例は以上のように構成され、自車両
位置検出装置１で検出した自車両位置と距離計測装置２
で検出した物体までの距離及び方位を組としたデータ点
列から、直線成分検出部５でハフ変換により直線成分を
検出し、そのなかから直交成分検出部６で頻度値の高い
順に互いに略直角に交差する直線を抽出することにより
他車両を示す候補を求めるとともにその方位を得て、こ
の方位に基づいて駐車車両の配置を判断するものとした
ので、認識に当たって自車両の方位等に制限を受けず、
自車両の走行方向の如何にかかわらず他車両の駐車位置
及び駐車方位を容易に認識することができる。

【００３１】次に、第２の実施例について説明する。こ
の実施例は、図７に示すように複数の他車両２１、２
２、２３が壁１１に沿って、図中左側から右側へ順に左
上に向けて斜めに駐車しており、他車両２２と他車両２
３の間に駐車スペースがある場合の駐車に対応できるよ
うにしたものである。図８は本実施例の構成を示し、前
実施例における車両方位認識装置４に代わる車両方位認
識装置４’が、直線成分検出部５、直交成分検出部６に
加えて、平行成分検出部７を有している。平行成分検出
部７は、直交成分検出部６で検出された複数の線分の組
のうち、互いに略平行な線分の組を抽出する。その他の
構成は、図１に示した前実施例と同じである。

【００３２】直線成分検出部５で検出した直線群から、
直交成分検出部６では直線の全ての組み合わせにつきそ
れぞれの交差角度を算出し、所定角度範囲内に入ってい
るか否かを判断して、図９に示すような、略直交する直
線の組が複数検出される。これらの中にはノイズも含ま
れる。

【００３３】そこで、平行成分検出部７は、直交する直
線の組についてさらに、各組を構成する直線が他の組を
構成する直線と略平行であるか否かを検査し、他のどの
組にも略平行な直線が存在しない直線の組をノイズとし
て除去する。図９に示した直線群の中では、直線ａ、ｂ
の組が他の組の直線と平行ではなく、ノイズとして除去
されることになる。このあと、物体位置判断部８以降に
おける処理は、略直交する直線の組が複数である点を除
き、前実施例におけると同じである。

【００３４】本実施例は以上のように構成され、直交成
分検出部６で得た複数の略直交する直線群から、さらに
平行成分検出部７により互いに略平行である組のみを抽
出するようにしたので、複数台が駐車している場合であ
っても、各他車両の駐車位置及び駐車方位を容易に把握
でき、駐車目標位置や移動方向を的確に決定できる。

【００３５】なお、上記の各実施例では、自車両位置検
出装置１として、車輪速センサと舵角センサを用いて走
行距離と進行方向を推定する例を示したが、これに代え
てジャイロ等を用いてもよいし、ＧＰＳ（グローバル・
ポジショニング・システム）等を用いることも可能であ
る。

【００３６】また、距離計測装置２には、レーザレーダ
の方向を固定して一次元的に物体までの距離を測定する
いわゆる１次元センサを構成したが、これに代わり、物
体までの距離と方位の両方が測定できる２次元センサを
用いてもよく、あるいは物体までの距離、高さ及び方位
を測定できる３次元センサを用いるようにしてもよい。
とくに３次元センサを用いる場合、周囲物体を面として
把握することが可能となる。したがって、本発明におい
て線分は広く面を含むものとする。一方、センサの具体
的構成としては、レーダレーダの代わりに、マイクロ波
レーダ、ミリ波レーダ、超音波センサ、ステレオ画像処
理装置等任意の手段を用いることもできる。とくにステ
レオ画像処理装置は距離と方位の両方を測定するのに好
適である。

【００３７】また、物体位置判断部８の結果に基づいて
警報を発したり、あるいは自動的にブレーキを作用させ
たり、車速を制御するようにしてもよい。さらに、実施
例では地図生成部９で生成した地図を表示装置１０に表
示させるものとしたが、このほか、上記生成した地図を
基に、物体の存在しない部位を自車両の駐車位置と設定
し、検出した自車両位置から設定駐車位置までの走行軌
跡を算出して、その走行軌跡にそって走行するように操
舵角を制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】自車両におけるレーザレーダの配置を駐車場配
置とともに示す図である。

【図３】図２の駐車場において距離計測装置で得たデー
タ点列を示す図である。

【図４】図３のデータ点列から直線成分検出部により検
出した直線を示す図である。

【図５】直交成分検出部で抽出した略直交する直線を示
す図である。

【図６】物体位置判断部における処理要領を示す説明図
である。

【図７】複数台の他車両が斜め駐車している駐車場を示
す図である。

【図８】第２の実施例の構成を示すブロック図である。

【図９】直交成分検出部で抽出した略直交する直線を示
す図である。

【符号の説明】

１自車両位置検出装置２距離計測装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄレーザレーダ３記憶部４、４’ 車両方位認識装置５直線成分検出部６直交成分検出部７平行成分検出部８物体位置判断部９地図生成部１０表示装置１１壁１２自車両１３、２１、２２、２３他車両Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ、Ｂｄビーム

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｓ 5/14 Ｇ０１Ｓ 17/88 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自車両の位置を検出する自車両位置検出
装置と、自車両に設置されて、自車両の周囲に存在する
物体までの距離及び方位を測定可能な距離計測装置と、
該距離計測装置により検出された物体までの距離及び方
位と該物体検出時点に前記自車両位置検出装置により検
出された自車両の位置との組をデータ点列として記憶す
る記憶部と、該記憶部に蓄積された前記データ点列から
周囲車両と認識された物体の駐車方位を認識する車両方
位認識装置と、前記記憶部に蓄積されたデータ点列と前
記車両方位認識装置で決定された周囲車両の方位情報か
ら車両周囲に存在する物体の位置を判断する物体位置判
断部と、を有することを特徴とする周囲物体認識装置。
【請求項２】前記車両方位認識装置は、前記記憶部に
蓄積されたデータ点列から略直線をなすデータの組を検
出する直線成分検出部と、該直線成分検出部で検出され
た複数の直線成分のうち、互いに略直交する２本の直線
成分の組を抽出する直交成分検出部とを有することを特
徴とする請求項１記載の周囲物体認識装置。
【請求項３】前記車両方位認識装置は、さらに前記直
交成分検出部で抽出された略直交する直線成分の組のう
ち、互いに略平行となる直線成分の組を抽出する平行成
分検出部を有することを特徴とする請求項２記載の周囲
物体認識装置。
【請求項４】前記物体位置判断部により得られた車両
周囲に存在する物体の位置を表す地図を作成する地図生
成部を有することを特徴とする請求項１、２または３記
載の周囲物体認識装置。
【請求項５】前記地図生成部で作成した地図を表示す
る表示装置を有することを特徴とする請求項４記載の周
囲物体認識装置。