JP2003217099A

JP2003217099A - 車載型周辺監視装置

Info

Publication number: JP2003217099A
Application number: JP2002013705A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Yoshida; 守吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の前方など、周辺の他車両、障害物など
の物体を監視する装置において、前記物体の位置の算出
精度を高める。【解決手段】物体の位置を監視する手段を複数用意す
る。アンテナ１０より送信された電波の反射波を受信し
て、これを信号処理部１４で解析して位置を監視対象物
体を検出する。他方、カメラ１６で捕らえた映像に基づ
き画像処理部１８で、監視を行う。複数の監視手段を用
いることで、相互に補完して精度が向上する。また、過
去の位置情報から、次の時点の位置を推定する追尾処理
を行うことにより、ある時点での誤差の影響を少なくす
ることができる。また、推定された位置から大きく離れ
た位置に物体が検出された場合、これを誤認識として排
除することにより、精度が向上する。

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、車両の周辺を監
視し、前走車や障害物の検知を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】走行中の車両の周辺、特に前方を監視
し、前走車や路上の障害物を検知する装置が知られてい
る。この監視は、撮影装置により得られた画像に基づく
もの、レーザやミリ波などの電磁波によるレーダによる
ものなどがある。画像に基づくものにおいては、得られ
た画像のコントラストなどに基づく画像処理を行い、前
走車や障害物などを抽出する手法が取られる。また、レ
ーダは、照射した電磁波の反射波の方向、反射強度、到
達時間などにより、前走車や障害物の存在する方向、距
離を知ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の周辺の情報を得
るためのセンサ部分（前述の撮影装置、レーダなど）
は、その種類ごとに特性が異なる。例えば、可視光を用
いた撮影装置においては、夜間、薄暮のようなコントラ
ストが確保でないような環境、また雨、霧などの天候条
件の影響を受ける。ミリ波レーダにおいては、雨、霧な
どの天候条件の影響は小さいが位置の分解能が低い。一
方、監視の対象物以外に反射したレーダ波を受信するこ
とによって誤認識する場合もあった。

【０００４】この発明は、前述のような課題を解決する
ためになされたもので、車両の周辺の併走車両や障害物
などの位置を精度よく監視することができる車載型周辺
監視装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車載型周
辺監視装置は、周辺監視を行うために、監視対象領域を
撮影可能な撮影手段と、同監視対象領域に電波を照射可
能であり、これの反射波を受信するレーダ手段とを有
し、これらの手段ごとの情報に基づきそれぞれ監視対象
の物体の位置を算出し、これらの位置情報に基づき、前
記の監視手段による観察結果である観測位置を算出す
る。複数の方法により位置を特定することで、精度の向
上を図ることができる。

【０００６】さらに、過去のサンプリング時刻の物体の
情報に基づき推定された今回のサンプリング時刻におけ
る物体の推定位置と、今回サンプリング時刻において算
出された観測位置とに基づき、今回サンプリング時刻の
前記物体の位置を算出し、これを確定位置とする。この
確定位置は、次回のサンプリング時刻における推定位置
の算出の基礎となる。このように、過去のサンプリング
時刻までの位置を今回の位置算出にも用いることで、今
回の観測結果の誤差の影響を減らすことができる。

【０００７】さらに、次回のサンプリング時刻における
物体の位置を推定する手段と、推定された位置に基づき
物体の存在するであろう存在領域を設定する存在領域設
定手段と、を有するものとすることができる。そして、
次回のサンプリング時刻において、前記存在領域内に物
体があれば、これが前回まで監視していた物体であると
する。これによれば、誤認識を低減することができる。

【０００８】さらに、当該車両に対する監視対象の物体
の相対速度を算出し、この相対速度も考慮して物体の位
置の推定を行うようにすることができる。これによれ
ば、次回サンプリング時刻における監視対象物体の位置
を精度良く推定できる。

【０００９】さらに、一つの手段で算出された監視対象
物体の位置が、前記存在領域外に検出された場合、この
位置を用いることをせず、他の手段により算出された位
置に基づき確定位置を算出する。これにより、誤認識に
よる情報を排除し、位置の検出精度を高めることができ
る。

【００１０】さらに、画像情報を得る撮影手段を、離れ
て設置されたカメラとし、ステレオ画像を得るようにす
ることができる。これによれば、距離を精度良く検出す
ることができる。

【００１１】さらに、監視対象の物体が自車両の所定距
離以下に接近する可能性を判断し、この可能性がある場
合には、運転者にその旨を報知するようにできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。

【００１３】実施の形態１．図１は、実施の形態１の構
成を示すブロック図である。ブロック図で示される周辺
監視装置は、車両に搭載され、当該車両の周辺、例えば
前方の所定範囲を監視するものである。アンテナ１０
は、送受信部１２により変調された送信波を、ミリ波の
電波を監視の対象領域に照射する。照射された電波は、
監視の対象領域内にある物体、例えば前走車、併走車、
路上の障害物などに反射し、アンテナ１０に受信され
る。受信波は、送受信部１２により受信信号に復調さ
れ、信号処理部１４に送られる。信号処理部１４は、受
信信号に基づき、監視対象の物体の有無、および物体が
ある場合、その物体までの距離、当該車両との相対速度
などを検出する。これらのアンテナ１０、送受信部１
２、信号処理部１４によりミリ波レーダ装置が構成され
る。

【００１４】カメラ１６は、前述のレーダによる監視の
対象領域を撮影することができる。カメラ１６からの画
像信号は画像処理部１８に送られ、監視対象領域を走行
中の車両や、障害物などの物体を検出する。レーダによ
る車両などの検出と、カメラによる検出との同期を取る
ために同期信号発生回路２０が設けられている。

【００１５】信号処理部１４および画像処理部１８で算
出された物体の位置情報と速度情報は、追尾処理部２２
に送られる。追尾処理部２２では、現時点における前記
物体の位置情報および速度情報と、前回のサンプリング
時刻において算出された物体の位置、速度情報に基づき
次回のサンプリング時刻における物体の位置、速度を推
定する。追尾処理部２２における処理の詳細は後述す
る。算出された物体の位置や速度の情報に基づき、出力
装置２４は、運転者などに対し、物体接近の報知を行
う。

【００１６】図２は、この実施の形態の装置の処理の概
要を示すフローチャートである。カメラ１６により車両
周辺の監視対象領域が撮影される（Ｓ１００）。撮影さ
れた画像情報に基づき、監視対象領域の物体の検出を、
画像処理部１８で行う。物体の検出は、例えば、画像中
の輝度差の大きい部分を抽出（エッジ強調）し、エッジ
の密集部分を検出したり、今回の撮影画像から、前回の
撮影画像を差し引くフレーム差分などの手法を用いて移
動物体のみを検出し、車両を特定するなどの手法をとる
ことができる。さらに、画像処理部１８において、観測
され、抽出された前走車、併走車、路上障害物などの物
体について、その位置、寸法などを算出する（Ｓ１０
２）。

【００１７】一方、レーダ装置においては、ミリ波を送
信し、反射波を受信する（Ｓ１０４）。例えばＦＭ−Ｃ
Ｗ方式のレーダであれば、送信波の周波数を変化させて
放射し、受信波を復調する。そして、信号処理部１４に
おいては、観測され、復調されたデータから監視対象物
体の位置、速度の検出を行う（Ｓ１０６）。ＦＭ−ＣＷ
方式のレーダであれば、送受信周波数の差（いわゆるビ
ート信号）から、対象物体を検出する。ステップＳ１０
０，Ｓ１０２の処理と、ステップＳ１０４，Ｓ１０６の
処理とは、同期信号発生回路２０からの信号に基づき同
期して実行され、同じサンプリング時刻における画像処
理に基づく情報と、レーダによる情報とが組となって追
尾処理部２２に送られる。

【００１８】追尾処理部２２の処理について、図２およ
び図３に従って説明する。図３は、自車両から対象物体
までの距離と、方向（角度）によりその対象物体の位置
を示す座標平面である。これと同様に、対象物体の速度
も距離方向の速度と、方向（角度）の変化としての速度
の座標平面上に表すことができる。

【００１９】追尾処理部２２においては、前回のサンプ
リング時刻における監視対象物体の位置、速度の情報か
ら、カルマンフィルタなどを用いて、今回のサンプリン
グ時刻における対象物体の位置を予測する（Ｓ１０
８）。この位置が、図３において点Ｐ0で示されてい
る。この位置Ｐ0を基準に所定の大きさの領域Ａを設定
する（Ｓ１１０）。この領域Ａは、監視対象となってい
る物体が今回のサンプリング時刻に存在するであろう範
囲を示すものであり、その大きさは、経験的に、または
前回観測時点の速度などに基づき定められている。次
に、ステップＳ１０２，Ｓ１０６で求められた観測結果
に基づく対象物体の位置および速度から、今回のサンプ
リング時刻における対象物体の位置、速度を算出する
（Ｓ１１２）。このステップＳ１０２，Ｓ１０６で求め
られた位置が、図３中、点Ｒa，Ｒbで示されている。こ
れらの位置は、個々の位置測定手段特有の誤差を含んで
いる可能性があるので、これらの平均を採って、すなわ
ち点Ｒa，Ｒbの中点Ｒ1を、今回のサンプリング時刻に
おける監視対象物体の観測結果に基づく位置とする。な
お、位置検出の個々の手段の精度が異なる場合、加重平
均などを採って精度の高い手段による情報を重視するよ
うにしてもよい。また、位置検出の手段の精度が、環境
条件などによって変化する場合、この変化に応じて重み
を変更してもよい。

【００２０】さらに、今回のサンプリング時刻における
観測結果の示す位置Ｒ1と前回サンプリング時刻の情報
に基づき予測された推定位置Ｐ0とから、今回のサンプ
リング時刻の観測対象物体の位置である確定位置Ｐ1を
算出する（Ｓ１１４）。観測位置Ｒ1と推定位置Ｐ0を同
一の重みで平均することができ、また両者に対し重みを
変えて行うことが可能である。確定位置Ｐ1を基準とし
て次回のサンプリング時刻（Ｓ１１６）における予測の
基準とする。すなわちステップＳ１０８における予測値
算出の元データとする。また、監視対象物が自車両に接
近した場合、これを運転者に報知して警告する（Ｓ１１
８）。

【００２１】前述のように、存在領域Ａを設定すること
により、異なる位置からの反射などの誤検出を防止する
ことが可能となる。例えば、存在領域Ａの外である点Ｑ
に物体が検出された場合、この物体は、前回まで監視さ
れていた物体とは異なる物体であると判断する。

【００２２】以上の処理により、一つの位置検出の手段
において、これまで計測していたデータが途絶えても、
他の位置検出の手段の結果に基づき位置検出を行うこと
で、対象物体を継続して追従することができる。また、
存在領域Ａを設定することによりノイズなどにより誤検
出の影響も除去することができる。

【００２３】カメラ１６は、可視カメラ、赤外線カメ
ラ、いずれでも用いることができる。

【００２４】実施の形態２．図４は、この発明の実施の
形態２の概略構成を示すブロック図である。この実施の
形態においては、前述の実施の形態と同様の構成につい
ては同一符号を付してその説明を省略する。この実施の
形態について特徴的なことは、二つのカメラ１６ａ，１
６ｂを所定の距離だけ離して設置し、これらから得られ
た画像を画像処理部１８で処理してステレオ画像を得
る。ステレオ画像を解析することにより、監視対象物体
までの距離をより精度良く求めることができる。車両に
取り付ける場合、監視対象となる物体も当該車両と同一
の平面上に存在するため、道路上方に取り付けたカメラ
の画像から距離を測定する場合に比べ、一つのカメラの
画像から距離を求めるのは精度が低くなる。ステレオ画
像を得ることにより、距離測定精度を向上することがで
きる。

【００２５】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３の概略構成を示すブロック図である。この実施の
形態においては、前述の各実施の形態と同様の構成につ
いては同一符号を付して、その説明を省略する。この実
施の形態について特徴的なことは、周辺監視によって得
られた情報を、車両周辺の状態を示す画像として表示す
ることである。このために、追尾処理部２２によって算
出された監視対象物体の位置を表示画面上の位置に変換
する出力装置２６と、出力装置２６により変換された情
報に基づき、画像表示部２８上に、監視対象物体の位置
などの情報を表示する。これにより、運転者に、周囲に
障害となるような車両や物体が存在することを報知する
ことができる。

【００２６】実施の形態４．図６は、この発明の実施の
形態４の概略構成を示すブロック図である。この実施の
形態においては、前述の各実施の形態と同様の構成につ
いては同一符号を付して、その説明を省略する。この実
施の形態について特徴的なことは、追尾処理部２２から
監視対象物体の情報を受けて、車両の運動を制御する車
両制御装置３０を有することである。例えば、車両制御
装置３０は、車両のブレーキを制御し、前方に障害とな
る物体が発見された場合、ブレーキを掛けて車両を減速
させる制御を行うものとすることができる。また、車両
制御装置３０は、操舵装置を含むことができ、操舵角の
情報を追尾処理部２２に送り、追尾処理部２２は、これ
に応じて監視対象の範囲を設定するようにすることがで
きる。

【００２７】以上、各実施の形態で述べた監視対象領域
は、車両前方のみとすることができる。また、前方に加
えて側方も監視対象とし、車線変更時などにおいて、監
視を行うようにすることもできる。また、後方を対象と
すれば、後続車が追いついてきたときに、これを運転者
に報知するようにすることもできる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２９】車両の周辺の物体を監視する装置におい
て、二つの位置検出の手段を用いて物体の位置を算出
し、得られた位置の双方に基づいて、現実の位置を求め
るようにしたことにより、物体の位置検出の精度、およ
び確からしさが向上する。

【００３０】また、過去の位置情報から、現在の物体の
位置を推定し、この推定された位置を考慮して現在の位
置を算出することにより、ある時点での位置算出の誤差
が大きかったとしても、これの影響を抑えることができ
る。

【００３１】また、過去の物体の位置に基づき、先の時
点の物体の位置を推定し、この推定された位置の周囲に
存在する物体が、これまで監視されていた物体と判断す
ることにより、ノイズなどによる誤認識を低減すること
ができる。また、一つの位置検出手段の結果が、前記の
推定された位置から離れた位置となった場合、他の位置
検出のための手段の演算結果を用いて物体の位置を算出
することにより、誤認識の影響を低減させることがで
き、また位置検出を継続することもできる。

【００３２】また、自車両と監視対象の物体との相対速
度を、位置の推定に利用することことより、推定精度を
高めることができる。

【００３３】また、画像により物体監視を行う場合に
は、二つのカメラを離して配置し、ステレオ画像を得る
ことによって、自車と監視対象の物体との距離の測定精
度を向上させることができる。

【００３４】また、物体と自車とが接近する可能性があ
る場合、これを運転者に報知し、注意を促すようにでき
る。これにより、異常な接近を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示す実施の形態の制御処理を示すフロ
ーチャートである。

【図３】位置検出処理の具体例を示す図である。

【図４】他の実施の形態の概略構成を示すブロック図
である。

【図５】さらに他の実施の形態の概略構成を示すブロ
ック図である。

【図６】さらに他の実施の形態の概略構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０アンテナ、１２送受信部、１４信号処理部、
１６カメラ、１８画像処理部、２０同期信号発生回
路、２２追尾処理部、２４出力装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載され、この車両の周辺の所定
方向を監視する車載型周辺監視装置であって、前記監視の対象領域を撮影可能な撮影手段と、前記撮影手段により得られた画像情報に基づき前記物体
の位置を算出する第１の位置算出手段と、前記監視の対象領域に電波を照射可能であり、その反射
波に基づき物体を検知するレーダ手段と、前記レーダ手段により得られた反射波の情報に基づき前
記物体の位置を算出する第２の位置検出手段と、前記第１および第２の位置検出手段によりそれぞれ算出
された位置の双方に基づき、観測の結果得られた一つの
観測位置を算出する観測位置算出手段と、を有する車載
型周辺監視装置。
【請求項２】さらに、以前のサンプリング時刻におけ
る前記物体の情報に基づき次のサンプリング時刻におけ
る前記物体の位置として推定された推定位置を算出する
推定位置算出手段と、過去のサンプリング時刻の情報に基づき推定された前記
推定位置と、今回サンプリング時刻において算出された
観測位置とに基づき、今回サンプリング時刻の前記物体
の位置を算出し、これを確定位置とする確定位置算出手
段と、を有し、前記推定位置算出手段は、前記確定位置に基づき、次回
サンプリング時刻における推定位置を算出するものであ
る、請求項１に記載の車載型周辺監視装置。
【請求項３】さらに、前記推定位置に基づき、次回サ
ンプリング時刻における前記物体の存在するであろう存
在領域を設定する存在領域設定手段を有し、前記第１および第２の位置検出手段は、この存在領域内
に検知された物体を前回まで監視対象となっている物体
であるとして位置の算出を行うものである、請求項２に
記載の車載型周辺監視装置。
【請求項４】前記物体の、当該車両に対する相対速度
を算出する手段を有し、前記位置推定手段は、この相対
速度を含めて前記位置の推定を行うものである、請求項
３に記載の車載型周辺監視装置。
【請求項５】前記第１および第２の位置検出手段によ
り算出された位置の一方が、前記存在領域外であった場
合、他方の位置に基づき確定位置を算出する、請求項３
または４に記載の車載型周辺監視装置。
【請求項６】前記撮影手段は、ステレオ画像を得るた
めの二つのカメラを含む、請求項１〜５のいずれかに記
載の車両周辺監視装置。
【請求項７】前記確定位置と前記推定位置の少なくと
も一方に基づき、前記前方の物体が当該車両に所定距離
以下に接近する可能性を判断し、その可能性があると判
断した場合、運転者にこれを報知する請求項１〜６のい
ずれかに記載の車両周辺監視装置。