JP2005128603A - Object recognition device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自車に対して相対的な移動をする物体を認知するための物体認知装置およびその方法に関し、特に、車両に搭載されるレーダー装置を用いて物体の認知を行う物体認知装置に関する。 The present invention relates to an object recognition apparatus and method for recognizing an object that moves relative to a host vehicle, and more particularly, to an object recognition apparatus that recognizes an object using a radar device mounted on a vehicle. .
道路上の車両や障害物を認知し障害物との衝突を回避するシステム、車間距離を測定するシステム、および前方を走行する車両を追尾するシステム等において車載用レーダー装置が利用されている。レーダー装置は、電波を送信し対象物による反射波を受信することで対象物までの距離、方向および速度等を検出するものである。 In-vehicle radar devices are used in systems that recognize vehicles and obstacles on the road and avoid collisions with obstacles, systems that measure distances between vehicles, systems that track vehicles traveling ahead, and the like. The radar device detects a distance, a direction, a speed, and the like to an object by transmitting a radio wave and receiving a reflected wave from the object.
レーダー装置により位置検出等を行う場合、目的の対象物からの受信信号の他に、他の障害物等からの反射波である2次エコー信号またはゴースト信号が含まれることがある。このような信号は、位置検出精度の劣化を招き、また誤った位置検出を生じさせてしまう。 When position detection or the like is performed by a radar device, a secondary echo signal or a ghost signal that is a reflected wave from another obstacle or the like may be included in addition to a reception signal from a target object. Such a signal causes deterioration in position detection accuracy and causes erroneous position detection.
こうした問題を解決するために、特許文献1は、送信信号による受信信号を送信位相に基づいてフーリエ変換し、ゴーストになる2次エコー信号を検出してこれを除去するレーダー装置を開示している。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a radar device that performs Fourier transform on a received signal based on a transmission signal based on a transmission phase, detects a secondary echo signal that becomes a ghost, and removes it. .
しかしながら上記従来のレーダー装置を用いた位置検出には次のような課題がある。車両の走行中に、車載用レーダー装置から電波を送信すると、目的とする道路の車両からはもとより、目的としない道路内や道路沿いの種々の物体からも電波が反射してくる。後者の目的としない物体からの反射信号は雑音成分として除去する必要があるが、上記特許文献1に示す方法を用いた場合には、道路以外の対象物からの信号を効率よく除去することが難しく、またフーリエ変換等の複雑な信号処理を必要とするために処理時間および処理コストが増加してしまう。 However, position detection using the conventional radar device has the following problems. When a radio wave is transmitted from the on-vehicle radar device while the vehicle is running, the radio wave is reflected not only from the vehicle on the target road but also from various objects in the road or along the road that are not the target. The reflected signal from an object not intended for the latter needs to be removed as a noise component. However, when the method shown in Patent Document 1 is used, a signal from an object other than a road can be efficiently removed. It is difficult and requires complicated signal processing such as Fourier transform, which increases processing time and processing cost.
本発明は、上記従来の課題を解決し、地図データを利用して目的としない物体の検出信号を効率よく除去することができる、物体認知装置および物体認知方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to provide an object recognition device and an object recognition method that can efficiently remove a detection signal of an object that is not intended using map data.
本発明に係る物体認知装置は、自車位置を検出し、その検出結果を示す自車位置信号を出力する自車位置検出手段と、地図データを記憶する記憶手段と、自車に対して相対的な移動をする物体について、自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物体位置信号を出力する物体位置検出手段と、自車位置信号に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶手段から読出し、読み出された地図データと物体位置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物体位置信号をゴースト信号と判定するゴースト判定手段とを有するものである。 An object recognition device according to the present invention detects a host vehicle position, outputs a host vehicle position signal indicating the detection result, a storage unit that stores map data, and a relative to the host vehicle. An object position detecting means for detecting a relative distance and a relative direction of the object with respect to the own vehicle and outputting an object position signal indicating the detection result; A ghost that reads map data based on the vehicle position from the storage means, compares the read map data with the object position signal, and determines that the object position signal is a ghost signal when the object is not located on the road of the map data. Determination means.
本発明に係る物体認知方法は、自車位置を検出し、検出された自車位置周辺の地図データをディスプレイに表示する機能を備えたナビゲーション装置において以下のステップを有する。自車に対して相対的に移動する物体について、当該物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物体位置信号を出力するステップと、自車位置周辺の地図データと物体位置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物体位置信号をゴースト信号と判定するステップとを有する。 An object recognition method according to the present invention includes the following steps in a navigation device having a function of detecting a vehicle position and displaying map data around the detected vehicle position on a display. A step of detecting a relative distance and a relative direction of the object moving relative to the own vehicle and outputting an object position signal indicating the detection result; and map data around the own vehicle position And the object position signal, and determining that the object position signal is a ghost signal when the object is not located on the road of the map data.
本発明の物体認知装置によれば、物体位置信号と地図データを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき、当該物体位置信号をゴースト信号と判定するようにしたので、道路以外の目的としない対象物によるゴースト信号を非常に簡単にかつ効率よく除去することができる。さらに、既存のナビゲーション装置の地図データを活用することで、一層の低コスト化を実現することができる。 According to the object recognition device of the present invention, the object position signal is compared with the map data, and when the object is not located on the road of the map data, the object position signal is determined as the ghost signal. Ghost signals due to unintended objects can be removed very easily and efficiently. Furthermore, further cost reduction can be realized by utilizing the map data of the existing navigation device.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態に係る物体認知装置は、車両に搭載されて当該車両に対して相対的な運動をする物体を認知するものである。図1は物体認知装置10の構成を示すブロック図である。すなわち、物体認知装置10は、自車位置を検出しその検出結果を示す自車位置信号22を出力する自車位置検出部20と、自車に対して相対的な移動をする物体について自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出しその検出結果を示す物体位置信号32を出力する物体位置検出部30と、地図データを記憶する記憶部40と、自車位置信号22に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶部40から読出し、読み出された地図データと物体位置信号32とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物体位置信号32をゴースト信号と判定するゴースト判定部50とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The object recognition apparatus according to the present embodiment recognizes an object that is mounted on a vehicle and moves relative to the vehicle. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the object recognition device 10. That is, the object recognition device 10 detects the position of the vehicle and outputs a
好ましくは、ゴースト信号と判定された物体位置信号32を除去する。またゴースト判定部50は、物体が道路上に位置するとき当該物体を車両と判定する。物体位置検出部30は、例えばレーダーにより物体の位置を検出する車載用レーダー装置を含んで構成される。
Preferably, the
さらに物体認知装置10は、表示制御部60とディスプレイ70を含むことができる。表示制御部60は、自車位置検出部20によって検出された自車位置周辺の地図をディスプレイ70に表示させ、かつ、ゴースト判定部50により物体が地図データの道路上に位置すると判定されたとき当該物体をディスプレイの道路上に表示させる。他方、物体位置信号32がゴースト信号と判定されたとき当該物体をディスプレイ上に表示させないようにする。
Furthermore, the object recognition device 10 can include a
次に、本発明の実施例について説明する。好ましくは本実施例に係る物体認知装置100は、図2に示すように車載用レーダー装置200と車載用ナビゲーション装置300を用いて構成される。車載用レーダー装置200は、図3に示すように、自車210の前方に取り付けられる。車載用レーダー装置200は、自車210の走行中にその前方からレーダー波Rを発し、目的とする対象物からの反射波を受信することで物体の位置検出を行う。
Next, examples of the present invention will be described. Preferably, the object recognition apparatus 100 according to the present embodiment is configured using an in-
一方、車載用ナビゲーション装置300は、GPS(Global Positioning System)を利用することで自車210の位置検出を行い、検出された自車位置周辺の地図データをハードディスク等の記憶媒体から読出してこれをディスプレイに描画するとともに自車位置マークを重ねて描画する。そして、自車210の移動により現在位置が変化すると、その位置変化に応じて地図がスクロールされ、現在位置が分かるようになっている。
On the other hand, the in-
図4は、車載用レーダー装置200および車載用ナビゲーション装置300の内部構成を示すブロック図である。車載用レーダー装置200は、自車210の前方から一定の広がり角度(±10度程度)でミリ波レーダーを送信する送信部220と、送信部220から一定の周期(例えば1/10秒)でレーダー波を送信させる送信駆動部230と、自車210に対して相対的に移動する物体やそれ以外の障害物において反射された反射波を受信する受信部240と、受信部240で受けた反射波を処理することで、移動する物体の位置を解析する位置解析部250とを含んで構成される。位置解析部250は、受信信号を解析することで自車210に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を解析し、これらの情報を含む物体位置信号252を出力する。
FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the in-
ナビゲーション装置300は、GPSを利用して自車位置を検出するGPS受信装置310と、GPS信号との交信ができないときなどにジャイロセンサや車速センサにより自車位置を検出する自立航法用センサ320と、ユーザーからの指示等を入力する操作入力部330と、無線通信を介して他の車両との車々間通信や路車間通信を行う通信制御部340と、ナビゲーションに必要な地図データ等を記憶する記憶部350と、スピーカ362から音声出力をさせるための音声信号を供給する音声出力部360と、ディスプレイ372に地図や自車位置を描画させるための表示制御部370と、ナビゲーション機能を実行するためのプログラムや物体認知動作を実行するためのプログラムを記憶するプログラムメモリ380と、プログラムに従い上記各部を制御する制御部390とを含んで構成される。
The
プログラムメモリ380は、例えば、現在地から目的地までの最適な経路を探索するための経路探索プログラム382や、探索された経路に沿って目的地までの誘導を行う誘導案内プログラム384を含み、さらに、車載用レーダー装置200からの物体位置信号252がゴースト信号か否かを判定するプログラム386や、この判定に応じて物体の表示を制御するプログラム388等を記憶している。
The
次に本実施例による物体の認知動作について図5のフローチャートを参照して説明する。ナビゲーション装置300が起動されると、自車210の現在位置がGPS受信装置310および/また自立航法用センサ320によって検出される(ステップS101)。制御部390は、検出結果を示す自車位置信号を受け取り、記憶部350が自車位置を基準とする地図データを読出す(ステップS102)。制御部390は、読み出した地図データをディスプレイ372に表示させる(ステップS103)。このとき、ディスプレイ372には、図6に示すように、地図データの道路T上に自車位置マークMが重ねて描画される。
Next, the recognition operation of the object according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When the
一方、車載用レーダー装置200は、自車210の前方を走行する車両(物体)400の位置検出を行う(ステップS104)。上記したように、前方を走行する車両400からの反射波により自車210との相対的な距離および相対的な方向が検出され、これが物体位置信号252としてナビゲーション装置300側に出力される(ステップS105)。制御部390は、ゴースト判定プログラム386に従い、車載用レーダー装置200からの物体位置信号252を受け取り、物体位置信号252と自車位置を基準とする地図データとの照合を行う(ステップS106)。
On the other hand, the on-
制御部390は、物体位置信号252に基づき自車位置に対する車両400の相対的位置を認識し、その車両位置が道路上にあるか否かを判別する(ステップS107)。車両位置が地図データの道路上に一致していれば、車両と判定する(ステップS108)。例えば図6に示すように、自車210に対する車両400の相対的な位置は、自車の基準位置C1と車両400の位置C22とを結ぶベクトルVで捕らえることができ、また、地図データに含まれる道路(リンク)は緯度、経度の座標データを有している。このため、物体位置信号252と地図データをマップマッチングすることで、容易に車両400が道路上に位置するか否かを判定することができる。
The
車両位置が道路上に一致していないとき、制御部390は、車載用レーダー装置200によって検出された物体位置信号252がゴースト信号であると判定する(ステップS109)。例えば図7に示すように、自車210の前方の道路が右側にカーブし、その前方を車両400が走行し、かつ道路の左側に沿ってガードレール410が配置されているとする。このような場合、自車210から発射されたレーダー波Rの一部R1が直接に車両400に当たらずガードレール410で反射されてしまい、この結果、位置解析部250が車両400の本来の位置ではなく、そのゴースト(虚像)420の位置を検出してしまうことがある。制御部390は、道路上に位置しない車両はゴーストであると判定し、当該物体位置信号252を除去する(ステップS110)。
When the vehicle position does not coincide with the road, the
一方、制御部390は、車両400の位置が地図データの道路上に一致している場合には、図6に示すように車両400を道路T上に描画することができ(ステップS111)、ディスプレイ上にリアリティのある表示を与えるようにしてもよい。運転者は前方の車両400との車間距離を一定に保つための指標に利用することができる。勿論、ゴースト信号と判定された車両は地図上に示されることはない。
On the other hand, when the position of the
このように本実施例によれば、車載用レーダー装置と車両との間にあるガードレールのような反射物の影響で生じるゴーストの除去に、ナビゲーション装置に搭載の地図データを利用することができ、これにより道路以外の場所からの車両等の物体の信号を取り込まないようにすることができる。 Thus, according to the present embodiment, the map data mounted on the navigation device can be used to remove ghosts caused by the influence of reflecting objects such as guardrails between the vehicle-mounted radar device and the vehicle, As a result, it is possible to prevent the capture of signals from objects such as vehicles from places other than the road.
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
上記実施例では、物体の認知対象として車両を例にしたが、これ以外の二輪車等の移動する物体であってもよい。また、車載用レーダー装置として、ミリ波レーダーを例示したが、必ずしもこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, the vehicle is taken as an example of the object recognition object, but other moving objects such as a two-wheeled vehicle may be used. Moreover, although the millimeter wave radar was illustrated as a vehicle-mounted radar apparatus, it is not necessarily limited to this.
上記実施例では物体認知装置を例示するが、ここにいう装置とは限定的に解釈されるべきではなく、複数の装置が結合されたシステムを含む概念である。また、好適な例として車載用レーダー装置とナビゲーション装置とを結合する構成を示したが、例えばナビゲーション装置が車載用レーダー機能を包含するものであっても良いし、その反対に車載用レーダー装置がナビゲーション機能を包含するものであっても良い。 Although the object recognition apparatus is illustrated in the above embodiment, it should not be construed as limited to the apparatus described here, and is a concept including a system in which a plurality of apparatuses are combined. Moreover, although the structure which couple | bonds a vehicle-mounted radar apparatus and a navigation apparatus was shown as a suitable example, for example, a navigation apparatus may include a vehicle-mounted radar function, and vice versa. It may include a navigation function.
本発明に係る物体認知装置および物体認知方法は、自車に対して相対的に移動する物体を認知する車載用装置として利用され、好ましくは、車載用レーダー装置と結合される車載用ナビゲーション装置、ナビゲーションシステム、あるいはナビゲーション機能を含むオーディオシステムにおいて利用することができる。 The object recognition device and the object recognition method according to the present invention are used as a vehicle-mounted device that recognizes an object that moves relative to the host vehicle, and preferably, a vehicle-mounted navigation device that is combined with a vehicle-mounted radar device, It can be used in a navigation system or an audio system including a navigation function.
10、100:物体認知装置 20:自車位置検出部
30:物体位置検出部 40:記憶部
50:ゴースト判定部 60:表示制御部
70:ディスプレイ 200:車載用レーダー装置
210:自車 300:ナビゲーション装置
310:GPS受信装置 320:自立航法用センサ
350:記憶部 380:プログラムメモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,100: Object recognition apparatus 20: Own vehicle position detection part 30: Object position detection part 40: Storage part 50: Ghost determination part 60: Display control part 70: Display 200: In-vehicle radar device 210: Own car 300: Navigation Device 310: GPS receiver 320: Self-contained navigation sensor 350: Storage unit 380: Program memory
Claims (10)
地図データを記憶する記憶手段と、
自車に対して相対的な移動をする物体について、自車に対する物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物体位置信号を出力する物体位置検出手段と、
自車位置信号に基づき自車位置を基準とする地図データを記憶手段から読出し、読み出された地図データと物体位置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物体位置信号をゴースト信号と判定するゴースト判定手段と、を有する物体認知装置。 A vehicle position detecting means for detecting the vehicle position and outputting a vehicle position signal indicating the detection result;
Storage means for storing map data;
An object position detecting means for detecting a relative distance and a relative direction of the object relative to the own vehicle and outputting an object position signal indicating a detection result of the object moving relative to the own vehicle;
Based on the vehicle position signal, the map data based on the vehicle position is read from the storage means, the read map data is compared with the object position signal, and the object position signal when the object is not located on the road of the map data An object recognition device having ghost determination means for determining a ghost signal as a ghost signal.
自車に対して相対的に移動する物体について、当該物体の相対的な距離および相対的な方向を検出し、その検出結果を示す物体位置信号を出力するステップと、
自車位置周辺の地図データと物体位置信号とを照合し、物体が地図データの道路上に位置しないとき物体位置信号をゴースト信号と判定するステップとを有する物体認知方法。 A method for recognizing a moving object in a navigation device having a function of detecting a vehicle position and displaying map data around the detected vehicle position on a display,
Detecting a relative distance and a relative direction of the object moving relative to the host vehicle, and outputting an object position signal indicating the detection result;
A method for recognizing an object, comprising: comparing map data around the vehicle position with an object position signal, and determining that the object position signal is a ghost signal when the object is not located on the road of the map data.
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