JP2006119026A - 前方物体検出装置及び前方物体検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
自車両の前方に出射された走査波の反射波に基づいて検出された前記物体の検出ポイントの情報を含む検出情報を取得する検出情報取得手段20と、自車両の現在位置を取得するとともに、地図データベースにアクセスして自車両前方の道路形状情報を取得し、当該道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出する道路形状モデル算出手段10と、取得された検出情報と算出された道路形状モデルとに基づいて道路構造物モデルを算出し、算出された道路構造物モデルと所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として検出する道路構造物検出手段30とを有する。
【選択図】 図2
Description
しかしながら、従来の道路形状の計測処理では、撮像手段により撮像された画像を用いるため、撮像距離に応じた画像精度の低下に伴い、撮像手段から離隔した遠方の道路形状を正確に抽出することが困難であるという問題があった。すなわち、撮像された画像から抽出された道路形状と地図情報から演算された道路形状とのズレ量を正確に算出することが困難であるという問題があった。
本発明によれば、自車両の前方に出射された走査波の反射波に基づいて検出された前記物体の検出ポイントを含む検出情報を取得し、地図データベースにアクセスして自車両の現在位置における前方の道路形状情報を取得し、この道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出し、取得された検出情報と算出された道路形状モデルとに基づいて道路構造物モデルを算出し、算出された道路構造物モデルと所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングし、グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として検出するステップとを有する前方物体検出装置及び前方物体検出方法が提供される。
これにより、道路構造物等を含む前方物体を正確に検出することができる。
図1に第1実施形態の前方物体検出装置100を含む車載システムの構成の概要を示した。図1に示すように、本実施形態の前方物体検出装置100は、他の車載装置1000と有線又は無線の車載LAN等により通信可能に接続され、各種情報の授受を行うことができる。
図3に前方物体検出装置100の演算装置にかかる具体的なブロック構成を示した。図3に示すように、前方物体検出装置100の演算装置は、道路形状モデル算出手段10と、検出情報取得手段20と、第1検出手段30(以下「道路構造物検出手段30」という)とを少なくとも有し、自車両の車載装置に搭載されたCPU(Central Processing Unit)、 RAM(Random Access Memory)、 ROM(Read Only Memory)、 入出力I/F等からなるマイクロコンピュータで構成されている。具体的には、少なくとも、道路形状モデルを算出するプログラム、道路構造物モデルを算出するプログラム、及び道路構造物を検出するプログラムを格納したROM(Read Only Memory)等と、このROM等に格納されたプログラムを実行することで、道路形状モデル算出手段10と、第1検出手段30として機能するCPU(Central Processing Unit)等と、アクセス可能な記憶手段として機能するRAM(Random Access Memory)等(メモリ50)とを備えている。また、本実施形態は、各手段の演算処理の過程又は演算処理の結果を記憶するメモリ50を備えているが、メモリ50は各手段又は各手段のいずれかに内蔵させてもよい。以下、各構成について説明する。
図4は、本実施形態の前方物体検出装置100の制御手順を示すフローチャートである。図5〜図7は、レーザレーダ200により自車両前方に出射された走査波の反射波に基づいて検出された物体の検出位置等を示す検出ポイントを示す説明図である。
本実施形態の前方物体検出装置100は、自車両600が走行している場合において、レーザレーダ200を用いて自車両600の前方に存在する物体の距離計測処理を行う。ここでは、図5に示すように、自車両600の前方方向のスキャン範囲内に物体A〜Eが存在する場合を例にして、制御手順を説明する。
S5において、道路構造物検出手段30の検出領域設定部31は、道路形状モデル算出手段10により算出された道路形状モデルと、先のタイミングにおける前記道路構造物の検出位置とに基づいて、現タイミングにおける自車両前方の道路構造物を検出する検出領域を設定する(S5)。具体的に、検出領域設定部31は、メモリ50から道路形状モデル情報と過去の複数道路構造物モデル情報を取得し、道路形状モデルを基準として、近傍左側領域(領域2)、遠方右側領域(領域3、近傍右側領域の外側の領域)、遠方左側領域(領域4、近傍左側の外側の領域)の4つの検出領域を設定する。各検出領域は、固定的に設定するのではなく、先のタイミングにおける道路構造物の検出結果に応じて設定する。
まず、近傍左右領域(領域1、領域2)の設定方法について説明する。近傍左右領域は、先のタイミングにおいて、道路形状モデルに対して右側(又は左側)の近傍及び右側(又は左側)の遠方に道路構造物のモデルが算出されたか否か(道路構造物が存在する可能性があったか否か)に応じて設定する。もちろん、道路形状モデルに対して右側(又は左側)の近傍及び右側(又は左側)の遠方に道路構造物が存在すると判定されたか否かに応じて近傍左右の検出領域を設定してもよい。先述したが、道路構造物のモデルが算出されたか否か、又は道路構造物として判定された物体の位置については、各処理履歴を記憶するメモリ50を参照することにより取得することができる。
(1)先のタイミングにおいて、道路形状モデルの右側の近傍に道路構造物モデルが非検出であり、先のタイミングにおいて、道路形状モデルの右側の遠方に道路構造物モデルが非検出の場合は、道路形状モデル上から右側7mまでの領域を近傍右側領域(領域1)として設定する。この条件(1)に基づいて設定された近傍右側領域(領域1)を図6に示した。
(7)先のタイミングにおいて、道路形状モデルの右側の近傍に道路構造物モデルが非検出であり、先のタイミングにおいて、道路形状モデルの右側の遠方に道路構造物モデルが非検出であった場合、道路形状モデルから右側に9m以上離隔している領域を遠方右側領域(領域3)として設定する。この条件(7)に基づいて設定された遠方右側領域(領域3)を図6に示した。
(10)先のタイミングにおいて、道路形状モデルの左側の近傍に道路構造物モデルが非検出であって、道路形状モデルの左側の遠方に道路構造物モデルが非検出である場合は、検出された道路形状モデルから左側に9m以上離隔している領域を遠方左側領域(領域4)として設定する。だたし、後述する起点抽出部32において、道路形状モデルの近傍の左側領域で起点が抽出された場合は、道路形状モデルから起点までの距離に3mを付加した加算距離を算出し、道路形状モデルから加算距離以上離隔している領域を優先的に遠方左側領域(領域4)とする。
第1線分検出部331は、メモリ50から近傍左右領域(領域1及び2)の各起点及び道路形状モデルに対する距離のしきい値T1(所定値)を取得する。そして、線分検出部33の第1線分検出部331は、抽出された起点と所定の位置関係にある検出ポイントであって、道路形状モデルに対する距離が所定値未満の検出ポイントを、起点となる検出ポイントから順次連結した第1線分(道路構造物線分1)を検出する(S7)。
近似曲線L: X=a1+b1*Z …(1)
また、線分の傾きの絶対値が、しきい値T3未満である場合、道路構造物は曲線状に並んでいると判断し、線分を構成する検出ポイントを重回帰分析し、式(2)で示される近似曲線Lを算出する。
近似曲線L: X=a1+b1*Z+c1*Z2 …(2)
算出した近似曲線Lに関する近似曲線情報をメモリ50に記憶する。
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態は、道路構造物以外の物体を検出する第2検出手段(可動物体検手段)40を備えることを特徴とする。図9に第2実施形態の前方物体検出装置900のブロック構成の概要を示した。さらに、図10に本実施形態の前方物体検出装置900のブロック構成を示した。
(b1)時間的に前に検出された第1グループデータから、実測した今回の第1グループデータまでのZ方向距離の絶対値がしきい値Zt3以下である。
第2グルーピング部42は、上述の第1グルーピング処理後に、第2グルーピング処理を行う。第2グルーピング処理では、時間的に前に検出された第2グループデータと、今回検出され、相対速度が計算された第1グループデータとの比較を行うことにより、道路構造物以外の物体(可動物体)を検出する。
10…道路形状モデル算出手段
11…道路形状情報取得部
12…取得範囲決定部
13…データ変換部
20…検出情報取得手段
30…第1検出手段,道路構造物検出手段
31…検出領域設定部
32…起点抽出部
33…線分検出部
34…モデル算出部
35…判定部
36…検出結果出力部
40…第2検出手段,可動物体検出手段
41…第1グルーピング部
42…第2グルーピング部
43…検出結果出力部
Claims (18)
- 自車両に搭載され、自車両前方に存在する物体を検出する前方物体検出装置であって、
前記自車両の前方に出射された走査波の反射波に基づいて検出された前記物体の検出ポイントの情報を含む検出情報を取得する検出情報取得手段と、
前記自車両の現在位置を取得するとともに、地図データベースにアクセスして前記自車両前方の道路形状情報を取得し、当該道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出する道路形状モデル算出手段と、
前記検出情報取得手段により取得された検出情報と前記道路形状モデル算出手段により算出された道路形状モデルとに基づいて道路構造物モデルを算出し、当該算出された道路構造物モデルと所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として検出する道路構造物検出手段と、を有する前方物体検出装置。 - 前記道路形状モデル算出手段は、地図データベースにアクセスして、前記検出情報取得手段により取得される検出情報の検出領域よりも広い所定領域の前記道路形状情報を取得し、取得した道路形状情報を前記検出情報の検出領域内に入るようにデータ変換し、当該変換後の道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出する請求項1に記載の前方物体検出装置。
- 前記道路構造物検出手段は、
前記道路形状モデル算出手段により算出された道路形状モデルと、先のタイミングにおける前記道路構造物の検出位置とに基づいて、現タイミングにおける自車両前方の道路構造物を検出する検出領域を設定する検出領域設定部と、
前記検出領域設定部により設定された検出領域ごとに前記道路構造物モデルの起点となる検出ポイントを抽出する起点抽出部と、
前記起点抽出部により抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントとを順次連結して1又は2以上の線分を検出する線分検出部と、
前記線分検出部により検出された線分に基づいて、前記道路構造物の形状を近似する道路構造物モデルを算出するモデル算出部と、
前記モデル算出部により算出された道路構造モデルと所定の位置関係にある検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として判定する判定部とを有する請求項1又は2に記載の前方物体検出装置。 - 前記線分検出部は、
前記起点抽出部により抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントであって、かつ前記道路形状モデル算出手段により現のタイミングにおいて算出された道路形状モデルに対する距離が所定値未満の検出ポイントを、順次連結して1又は2以上の線分を検出する第1線分検出部と、
前記起点抽出部により抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントであって、かつ前記道路形状モデル算出手段により現のタイミングにおいて算出された道路形状モデルに対する距離が所定値以上の検出ポイントを、順次連結して1又は2以上の線分を検出する第2線分検出部とを有する請求項3に記載の前方物体検出装置。 - 前記判定部は、前記道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントが前記道路形状モデルに対して左側又は右側のいずれの側にあるかを判断し、その判断結果に応じて当該検出ポイントが前記グルーピングの対象となるか否かの判断基準となる所定の位置関係を変更する判定基準変更部を有する請求項3又は4に記載の前方物体検出装置。
- 前記道路構造物検出手段により検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントの検出情報に基づいて、道路構造物以外の物体を検出する可動物体検出手段をさらに有する請求項1〜5のいずれかに記載の前方物体検出装置。
- 前記可動物体検出手段は、前記道路構造物検出手段により検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントであって、前記自車両と所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項6に記載の前方物体検出装置。
- 前記可動物体検出手段は、前記道路構造物検出手段により検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントであって、前記自車両と第1の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングした第1グループと、第2の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングした第2グループとを比較し、第1グループと第2グループとが所定の位置関係にある場合に、前記第1グループ又は前記第2グループとしてグルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項6に記載の前方物体検出装置。
- 前記可動物体検出手段は、先のタイミングにおいてグルーピングした検出ポイントのグループと、その後のタイミングにおいてグルーピングした検出ポイントのグループとの位置関係に基づいて、前記後のタイミングにおける検出ポイントグループに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項6又は7に記載の前方物体検出装置。
- 自車両に搭載され、自車両前方に存在する物体を検出する前方物体検出方法であって、
前記自車両の前方に出射された走査波の反射波に基づいて検出された前記物体の検出ポイントの情報を含む検出情報を取得するステップと、
前記自車両の現在位置を取得するとともに、地図データベースにアクセスして前記自車両前方の道路形状情報を取得し、当該道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出するステップと、
前記取得された検出情報と前記算出された道路形状モデルとに基づいて道路構造物モデルを算出し、当該算出された道路構造物モデルと所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングするステップと、
当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として検出するステップとを有する前方物体検出方法。 - 前記走行道路形状モデルを算出するステップは、地図データベースにアクセスして、前記取得される検出情報の検出領域よりも広い所定領域の前記道路形状情報を取得し、取得した道路形状情報を前記検出情報の検出領域内に入るようにデータ変換し、当該変換後の道路形状情報に基づいて自車両前方の走行道路の道路形状モデルを算出する請求項10に記載の前方物体検出方法。
- 前記道路構造物を検出するステップは、
前記算出された道路形状モデルと、先のタイミングにおける前記道路構造物の検出位置とに基づいて、現タイミングにおける自車両前方の道路構造物を検出する検出領域を設定するステップと、
前記設定された検出領域ごとに前記道路構造物モデルの起点となる検出ポイントを抽出するステップと、
前記抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントとを順次連結して1又は2以上の線分を検出するステップと、
前記検出された線分に基づいて、前記道路構造物の形状を近似する道路構造物モデルを算出するステップと、
前記算出された道路構造モデルと所定の位置関係にある検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物として判定するステップとを有する請求項10又は11に記載の前方物体検出方法。 - 前記線分を検出するステップは、
前記起点を抽出するステップにより抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントであって、かつ現のタイミングにおいて算出された前記道路形状モデルに対する距離が所定値未満の検出ポイントを、順次連結して1又は2以上の第1線分を検出するステップと、
前記抽出された起点と、当該起点と所定の位置関係にある検出ポイントであって、かつ現のタイミングにおいて算出された前記道路形状モデルに対する距離が所定値以上の検出ポイントを、順次連結して1又は2以上の第2線分を検出するステップとを有する請求項12に記載の前方物体方法。 - 前記判定するステップは、前記道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントが前記道路形状モデルに対して左側又は右側のいずれの側にあるかを判断し、その判断結果に応じて当該検出ポイントが前記グルーピングの対象となるか否かの判断基準となる所定の位置関係を変更するステップを有する請求項12又は13に記載の前方物体検出方法。
- 前記道路構造物を検出するステップにより検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントの検出情報に基づいて、道路構造物以外の物体を検出するステップをさらに有する請求項10〜14のいずれかに記載の前方物体検出方法。
- 前記道路構造物以外の物体を検出するステップは、前記検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントであって、前記自車両と所定の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングし、当該グルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項15に記載の前方物体検出方法。
- 前記道路構造物以外の物体を検出するステップは、前記検出された道路構造物に対応する検出ポイント以外の検出ポイントであって、前記自車両と第1の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングした第1グループと、第2の位置関係を有する検出ポイントをグルーピングした第2グループとを比較し、第1グループと第2グループとが所定の位置関係にある場合に、前記第1グループ又は前記第2グループとしてグルーピングされた検出ポイントに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項15に記載の前方物体検出方法。
- 前記道路構造物以外の物体を検出するステップは、先のタイミングにおいてグルーピングした検出ポイントのグループと、その後のタイミングにおいてグルーピングした検出ポイントのグループとの関係に基づいて、前記後のタイミングにおける検出ポイントグループに対応する物体を道路構造物以外の物体として検出する請求項16又は17に記載の前方物体検出方法。
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