JP2007153098A - 周辺車両位置検出装置および周辺車両の位置予測方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周辺車両がそれまでの動きと異なる動きをしたときでも、最終的に求める周辺車両の位置の精度を向上させることが可能な「周辺車両位置検出装置および周辺車両の位置予測方法」を提供する。
【解決手段】カメラ２による周辺車両の撮影画像を用いて、画像処理部３が周辺車両のウィンカーの点滅状態から周辺車両の移動する方向を検出し、演算部４がその検出結果に応じて周辺車両の予測位置を設定する。そして、演算部４が、その予測位置とレーダ１による測定位置との比重計算によって周辺車両の位置を算出することにより、周辺車両の実際の動きに合わせた予測位置が求められられるようにして、予測精度を向上させることができるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は周辺車両位置検出装置および周辺車両の位置予測方法に関し、特に、車載レーダを用いて周辺車両の位置を検出する装置に用いて好適なものである。

近年、車載レーダで周辺車両を検知し、検知した周辺車両の位置情報をユーザに提示したり、状況に応じて操舵を制御したりするシステムが提供されている。車載レーダは、例えばミリ波などの電波を出射することで周辺車両から反射してくる電波を受信し、ミリ波の出射から受信までの伝搬時間やドップラー効果によって生じる周波数差などに基づいて、自車両から周辺車両までの位置（距離、方位）、周辺車両の自車両との相対速度を測定する。

自車両周辺の広い範囲で障害物を検知する用途の場合には、電波の出射エリアが広い広角レーダモジュールを利用することが多い。ところが、広角レーダモジュールは、少数の送受信アンテナ素子から成り、電波の出射エリア内のどこかに障害物があるという程度にしか方位を検出することができず、方位の検出精度が悪いという問題がある。

そこで従来は、周期的なスキャンで繰り返し検出した周辺車両の位置の軌跡をもとに、次のタイミングで周辺車両が存在するであろう位置を予測し、その予測した位置と、次のタイミングで実際にレーダにより測定された位置とで比重計算を行い、最終的な周辺車両の位置を算出するようにしていた。ここで、予測位置は、前回までのスキャンで捉えた動きと同様の動きを周辺車両がするであろうという前提のもとに算出される。

また、周辺車両の最終的な位置は、予測位置とレーダによる実測位置との比重計算により求められるが、その比重計算では、前回までのスキャンで捉えた予測位置の精度が良いとき（予測位置とレーダによる実測位置との差が大きくないとき）は、実測位置よりも予測位置の比重を高くする。これにより、レーダにより実際に測定された方位の精度が悪くても、最終的に求める周辺車両の位置の精度を高くすることができる。

しかしながら、周辺車両が予測の通りに動いている間は、比重計算により求められる位置の精度は高くなるが、周辺車両が予測と異なる動きをしたときには、予測位置の比重が高く設定された比重計算によって、最終的に求められる位置が予測位置の方に引き付いてしまい、実際の周辺車両の位置を正しく求めることができなくなってしまう。図５は、このような問題点を説明するための図である。図５において、Ｄ（ｔ０）はｔ＝ｔ０の時点でレーダにより検出された周辺車両の位置を示し、Ｄ（ｔ１）は当該ｔ＝ｔ０より所定時間だけ進んだｔ＝ｔ１の時点でレーダにより検出された周辺車両の位置を示している。

図５に示すように、ｔ＝ｔ０，ｔ１の前回のスキャン時まで自車両の後方に直進して追従してくる周辺車両があると、次のタイミング（ｔ＝ｔ１より所定時間だけ進んだタイミング）ｔ＝ｔ２における周辺車両の予測位置Ｐ_Ｐは、直進方向に作成される。かつ、周辺車両が直進している時間が長くなるほど、比重計算での予測位置の比重は高く設定される。このような状態のときに、後続車両が車線変更をすると、レーダにより測定された実測位置Ｐ_Ｌが直進方向から大きく移動していても、最終的に求められる位置Ｐ_Ｔが予測位置Ｐ_Ｐの方に引き付いてしまう。これでは、車線変更した後続車両の位置誤差が大きくなってしまう。

なお、カメラで撮影した画像から道路の白線を認識するとともに、ＧＰＳ受信機で測定される現在位置データと地図データとから道路状況を認識し、これらの認識結果から先行車両の存在すべき位置を推定して、推定した先行車両の存在位置にミリ波レーダの指向方向を向けることにより、正確な車間距離検出を達成できるようにした技術も存在する（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２０６５０７号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の技術では、カメラで捉えた道路の白線やＧＰＳ受信機で捉えた現在位置などの周辺状況から先行車両の存在位置を予測しているので、必ずしも正しい予測ができない。例えば、先行車両が白線を跨ぐような車線変更をすることについては全く予測ができないので、先行車両が車線変更をすると、実際の存在位置と予測位置との誤差が大きくなってしまう。

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、周辺車両がそれまでの動きと異なる動きをしたときでも、最終的に求める周辺車両の位置の精度を向上させることができるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明では、カメラによる周辺車両の撮影画像や車々間通信により周辺車両から取得される情報（例えば、方向指示器の操作状況、ステアリングの操作状況、方位センサにより検出される車両方位などを表す情報）を用いて、周辺車両が移動すると予測される方向を検出し、その検出結果に応じて周辺車両の予測位置を設定するようにしている。そして、その予測位置とレーダによる実測位置との比重計算によって、周辺車両の位置を算出する。

上記のように構成した本発明によれば、周辺車両の運転状況そのものから周辺車両の予測位置が算出されることとなるので、実際の動きに合わせた予測位置が求められ、予測精度が高くなる。したがって、周辺車両がそれまでの動きと異なる動きをしたときでも、その動きを予測した上で予測位置が設定されているので、当該予測位置とレーダによる実測位置との比重計算で最終的に求められる周辺車両の位置と実際の存在位置との誤差を小さくすることができる。これにより、レーダによる周辺車両位置の検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による周辺車両位置検出装置の構成例を示すブロック図である。また、図２は、本実施形態による周辺車両位置検出装置の動作原理を示す図である。

図１において、１はレーダであり、例えば車両の後部に設置されている。このレーダ１は、ミリ波などの電波を出射するとともに、周囲で反射して返ってくる電波を受信することで、自車両の周辺に存在する周辺車両の位置（自車両からの距離および方向）を測定する。なお、レーダ１としては、ミリ波レーダのほかに赤外線レーダあるいはその他のレーダを用いても良い。

２はカメラであり、これも車両の後部に設置され、車両の後方を撮影する。車両の後方に周辺車両がいれば、その周辺車両がカメラ２により撮影される。３は画像処理部であり、カメラ２で撮影された画像に対して画像認識処理を行うことにより、周辺車両の方向指示器（ウィンカー）の点滅状態から周辺車両が移動すると予測される方向を認識する。このカメラ２および画像処理部３によって本発明の移動方向検出部が構成されている。

４は演算部であり、レーダ１の周期的なスキャンで繰り返し検出した周辺車両の位置の軌跡をもとに、次のタイミングで周辺車両が存在するであろう位置を予測する。そして、その予測した位置と、次のタイミングで実際にレーダ１により測定された位置とで比重計算を行い、最終的な周辺車両の位置を算出する。

このとき、演算部４は、予測位置とレーダ１による実測位置との差が所定値より小さいかどうかを判定し、小さい場合には予測位置の比重をそれまでよりも高く設定し直す。これにより、予測位置とレーダ１による実測位置との差が所定値より小さい状態が長く続くほど、比重計算における予測位置の比重が徐々に高くなっていく。例えば、図２に示すように、ｔ＝ｔ０，ｔ１の前回のスキャン時まで自車両の後方に直進して追従してくる周辺車両があると、次のタイミングｔ＝ｔ２における周辺車両の予測位置Ｐ_Ｐは直進方向に作成され、比重計算での予測位置Ｐ_Ｐの比重は高く設定される。

本実施形態において、演算部４は、画像処理部３による画像認識処理の結果に応じて周辺車両の予測位置を設定する。ここで、周辺車両のウィンカーが点滅していないことが画像処理部３の画像認識の結果として検出されたときには、演算部４は、予測位置を通常通り設定する。例えば、図２の例でｔ＝ｔ０のスキャン時には周辺車両のウィンカーは点滅していないので、ｔ＝ｔ１における周辺車両の予測位置が直進方向（Ｄ（ｔ１）の位置）に設定される。

一方、周辺車両のウィンカーが点滅していることが画像処理部３の画像認識の結果として検出されたときには、演算部４は、通常通り設定された予測位置を、ウィンカーの方向に所定量だけ移動させる。図２の例で、ｔ＝ｔ１において周辺車両が予測の通りにＤ（ｔ１）の位置に進み、その時点でのスキャンで周辺車両のウィンカーの点滅が検出されているので、次のタイミングｔ＝ｔ２における予測位置として直進方向に設定された通常通りの予測位置Ｐ_Ｐをウィンカーの方向に所定量だけ移動して、予測位置をＰ_Ｗとする。演算部４は、この予測位置Ｐ_Ｗを用いて比重計算を行う。

次に、上記のように構成した本実施形態による周辺車両位置検出装置の動作を説明する。図３は、本実施形態による周辺車両位置検出装置の動作例を示すフローチャートである。

図３において、演算部４は、レーダ１の前回までのスキャンで捉えた周辺車両の動きに基づいて、次のタイミングで周辺車両が存在するであろう位置を予測する（ステップＳ１）。すなわち、図２に示す予測位置Ｐ_Ｐを設定する。また、カメラ２により周辺車両を撮影し（ステップＳ２）、撮影された画像に対して画像処理部３が画像認識処理を行うことで、周辺車両のウィンカーの点滅状態を認識する（ステップＳ３）。

そして、演算部４は、ウィンカーの点滅状態が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、ウィンカーが点滅していることが検出されたきは、演算部４は、ステップＳ１で設定された予測位置Ｐ_Ｐをウィンカーの方向に所定量だけ移動させた位置に予測位置Ｐ_Ｗを設定し直す（ステップＳ５）。一方、ウィンカーの点滅状態が検出されなかったときは、ステップＳ５の処理は行わず、ステップＳ１で設定した予測位置Ｐ_Ｐを変更せずにそのまま維持する。

以上で、予測位置の設定処理が終了する。次に、演算部４は、レーダ１により測定された周辺車両の位置情報を入力する（ステップＳ６）。そして、演算部４は、ステップＳ１で求めた予測位置Ｐ_ＰまたはステップＳ５で求めた予測位置Ｐ_Ｗと、ステップＳ６で実際にレーダ１により測定した実測位置とを用いて所定の比重計算を行い、最終的な周辺車両の位置を算出する（ステップＳ７）。

以上詳しく説明したように、本実施形態では、カメラ２による周辺車両の撮影画像を用いて、周辺車両のウィンカーの点滅状態から周辺車両の移動する方向を検出し、その検出結果に応じて周辺車両の予測位置Ｐ_Ｗを設定するようにしたので、周辺車両の実際の動きに合わせた予測位置Ｐ_Ｗを設定することができ、予測精度を高くすることができる。これにより、周辺車両がそれまでの動きと異なる動きをしたときでも、予測位置Ｐ_Ｗを用いた比重計算によって最終的に求められる周辺車両の位置と実際の存在位置との誤差を小さくすることができ、レーダ１による周辺車両位置の検出精度を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、カメラ２および画像処理部３により移動方向検出部を構成する例について説明したが、この例に限定されない。例えば、図４に示すように、周辺車両との間で無線による通信を行う車々間通信部１１（本発明の情報取得部に相当）と、車々間通信部１１により取得した情報に基づいて周辺車両の移動する方向を認識する情報処理部１２とを備え、車々間通信部１１によって周辺車両から取得したウィンカーの操作情報をもとに周辺車両の移動方向を予測するようにしても良い。また、ステアリングの操作情報、車両方位を検出する方位センサの出力情報などを車々間通信部１１によって周辺車両から取得するようにしても良い。

また、上記実施形態では、自車両の後方にレーダ１とカメラ２を設置する例について説明しているが、これに限定されない。例えば、自車両の前方にレーダ１とカメラ２を設置し、自車両の前方にいる周辺車両の位置を検出する場合にも、本発明を適用することが可能である。

また、上記実施形態では、周辺車両のウィンカーが点滅していることを検知したときに予測位置Ｐ_Ｐをウィンカーの方向に所定量だけ移動させるようにしているが、これに限定されない。例えば、周辺車両のウィンカーが点滅していることを検知したときに、予測位置Ｐ_Ｐとレーダ１による実測位置との比重計算を行う際における予測位置Ｐ_Ｐの比重を所定量だけ下げる（実測位置の比重を所定量だけ上げる）ようにしても良い。

その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、車載レーダを用いて周辺車両の位置を検出する装置に有用である。

本実施形態による周辺車両位置検出装置の構成例を示すブロック図である。 本実施形態による周辺車両位置検出装置の動作原理を示す図である。 本実施形態による周辺車両位置検出装置の動作例を示すフローチャートである。 本実施形態による周辺車両位置検出装置の他の構成例を示すブロック図である。 従来の問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ レーダ
２ カメラ
３ 画像処理部
４ 演算部
１１ 車々間通信部
１２ 情報処理部

Claims (6)

1. 電波を出射するとともに、反射して返ってくる電波を受信することで自車両の周辺に存在する周辺車両の位置を測定するレーダと、
   上記周辺車両の移動予測方向を検出する移動方向検出部と、
   上記移動方向検出部による検出結果に応じて上記周辺車両の予測位置を設定し、上記予測位置と上記レーダによる測定位置との比重計算によって上記周辺車両の位置を求める演算部とを備えたことを特徴とする周辺車両位置検出装置。
2. 上記移動方向検出部は、
   上記周辺車両を撮影するカメラと、
   上記カメラで撮影された画像に対して画像認識処理を行うことで、上記周辺車両の方向指示器の点滅状態から上記周辺車両の移動する方向を認識する画像処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の周辺車両位置検出装置。
3. 上記移動方向検出部は、
   上記周辺車両との間で無線による通信を行い、上記周辺車両の方向指示器の操作情報、ステアリングの操作情報、車両方位を検出する方位センサの出力情報の少なくとも何れか１つを取得する情報取得部と、
   上記情報取得部により取得した情報に基づいて上記周辺車両の移動する方向を認識する情報処理部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の周辺車両位置検出装置。
4. 電波を出射するとともに、反射して返ってくる電波を受信することで自車両の周辺に存在する周辺車両の位置を測定するレーダと、
   上記周辺車両の移動予測方向を検出する移動方向検出部と、
   上記周辺車両の予測位置を設定し、上記予測位置と上記レーダによる測定位置との比重計算によって上記周辺車両の位置を求める演算部とを備え、
   上記演算部は、上記移動方向検出部による検出結果に応じて、上記比重計算における上記予測位置および上記測定位置の比重を変更することを特徴とする周辺車両位置検出装置。
5. 周辺車両をカメラにより撮影する第１のステップと、
   上記第１のステップで撮影された画像に対して画像認識処理を行うことで、上記周辺車両の方向指示器の点滅状態から上記周辺車両の移動する方向を認識する第２のステップと、
   上記第２のステップで認識された上記周辺車両の移動方向に応じて、上記周辺車両の存在すべき位置を予測する第３のステップとを有することを特徴とする周辺車両の位置予測方法。
6. 周辺車両との間で無線による通信を行い、上記周辺車両の方向指示器の操作情報、ステアリングの操作情報、車両方位を検出する方位センサの出力情報の少なくとも何れか１つを取得する第１のステップと、
   上記第１のステップで取得された情報に基づいて上記周辺車両の移動する方向を認識する第２のステップと、
   上記第２のステップで認識された上記周辺車両の移動方向に応じて、上記周辺車両の存在すべき位置を予測する第３のステップとを有することを特徴とする周辺車両の位置予測方法。

Images