JP2008224621A - 移動体用物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信信号の時系列フィルタの構造を複雑にしなくても、十分なＳ／Ｎ比を確保しつつ物体の誤検出を防止できる装置を提供する。
【解決手段】物体検出装置は、レーザ光の発光制御とその反射光の受光制御を行うＬ／Ｒ装置３と、Ｌ／Ｒ装置３の受信信号から物体を検出する物体検出部とを備えている。物体検出部は、走査範囲を所定数に分割した領域毎に受信信号を積算して領域計測データを記憶する積算データ格納メモリ４３と、前記領域計測データを領域毎に記憶する領域計測データ格納メモリ４４と、前記領域計測データを時系列フィルタリングしてノイズを除去する時系列処理装置４５と、を備えている。また、前記物体検知部は、前記時系列処理装置４５で処理された領域計測データのピーク値が前回走査の計測時よりも一定値以上減少しているデータについては、物体検知対象から除き、それ以外のデータについて物体検出を行う物体検出器４７とを備えている。
【選択図】図４

Description

この発明は、車両等の移動体に取り付けられ、前方に存在する障害物等の物体を検出する移動体用物体検出装置に関する。

自動車に取り付けられているＡＣＣ（Adaptive Cruise Control ：車間距離制御装置）には、前方を電磁波（電波や光）ビームで走査し、各走査タイミングにおいて電磁波を送信した時から反射波を受信するまでの時間を計測することで前方に存在する先行車両や人等の物体を検出する物体検出装置が接続されている。

この物体検出装置では、Ｓ／Ｎ比を改善することによる測定可能距離範囲の確保や低反射物体の検出率の向上、さらに移動物体の検出率の向上が要求されている。電磁波出力を増大すれば、これらの要求に対応することが可能である。しかし、電磁波出力の増大については、以下の問題が指摘されている。

（１）電波の場合
指向性のある高出力電波が人体に直接照射されると、電磁波過敏症を引き起こしたり脳に対して悪影響を及ぼしたりする可能性がある。

（２）レーザ光等の光の場合
高出力レーザ光が人の眼に照射されると、眼障害を引き起こす。

そこで、上記の問題を解決するために、電磁波出力を増大することなく、受信信号を積分してＳ／Ｎ比を改善する方法や、受信信号を時系列フィルタリングすることにより背景ノイズ（バックグラウンドノイズ）を除去してＳ／Ｎ比を改善する方法が実施されている。

さらに、受信信号を積分する際の時定数を近距離と遠距離とで変化させる技術（特許文献１）や、フィルタリングの方法を工夫することにより物体の移動方向を推定する技術（特許文献２）が提案されている。

特許文献１の技術では、遠距離における時定数を大きくし近距離における時定数を小さくすることにより、遠距離の物体の検出率を向上し近距離の物体の応答性を確保することができる。特許文献２の技術では、物体の追従性能が高くなるため物体の検出率を向上させることができる。
特開平０９−３１８７２８号公報 特許第２７４３３６５号公報

しかしながら、受信信号を積分するだけでは物体が移動した場合、移動前の受信信号が積算値に残っている為十分なＳ／Ｎ比を向上することが困難であり、また、時系列フィルタを使う方法では、フィルタ時定数の存在のために、実際には計測領域から物体が離脱しているのに、受信信号が直ちに減衰しない為残像として残る問題があった。このため、特許文献１及び２に示される装置では、十分なＳ／Ｎ比を確保しつつ物体の誤検出を防止できない問題があった。

この発明の目的は、時系列フィルタを通した受信信号を時系列的に比較することによって、十分なＳ／Ｎ比を確保しつつ物体の誤検出を防止できる移動体用物体検出装置を提供することにある。

この発明の移動体用物体検出装置は、電磁波ビームを前方に向けて走査しながら送信する送信制御手段と、前方に存在する物体からの反射波を受信する受信制御手段と、受信した反射波の強度に応じた受信信号に変換する変換手段と、前記受信信号のピークに基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、を備えている。

前記物体検出手段は、前記電磁波ビームを走査する走査範囲を所定数に分割した領域毎に受信信号を積算して領域計測データを生成する受信信号積算手段と、前記領域計測データを領域毎に記憶する領域計測データ格納メモリと、前記領域測定データ格納メモリから読み出した前記領域計測データを時系列フィルタリングする時系列処理手段と、前記時系列処理手段で時系列フィルタリングされた今回走査時の領域計測データの第１のピーク値が、前回走査の計測時の同一の前記領域における第２のピーク値よりも予め定めた一定値以上減少していないデータに基づいて物体検出を行い、前記第１のピーク値が前記第２のピーク値よりも前記一定値以上減少しているデータについては物体検知対象から除く物体検出器と、を備えている。

上記の構成において、前記物体検出器は、第１のピーク値が第２のピーク値よりも一定値以上減少しているデータについては、物体検知対象から除く。すなわち、前記物体検出器は、前記時系列処理装置で処理された領域計測データのピーク値が前回計測時のピーク値よりも一定値以上減少していない場合（同等若しくは大きくなった、又は僅かに減少した場合）だけ、そのピーク値に対応する物体の検出を行う。

計測領域から物体が離脱すると、反射信号が来なくなるため、その物体に対応するピーク値（第１のピーク値）は前回計測時のピーク値（第２のピーク値）よりも小さくなる。したがって、ピーク値が前回よりも一定値以上減少した場合、そのピーク値は残像であることがわかるから、これについて物体検知対象から除く。これにより、実際には物体が存在しないにもかかわらず存在するように見える残像現象による誤検出を防止できる。また、受信信号を積算することにより領域計測データを生成し、さらに時系列処理装置を使って領域計測データをフィルタリング処理することにより、信号成分からノイズ成分を十分に除去した高いＳ／Ｎ比を確保できる。

この発明の一つの実施態様においては、前記送信制御手段が送信する電磁波ビームは、人の眼に無害な低出力レーザ光で構成される。レーザ光が低出力であっても、受信信号の積算処理と、領域計測データのフィルタリング処理とにより、ノイズ成分を十分に除去した高いＳ／Ｎ比を確保できる。

また、この発明の他の実施態様においては、前記領域計測データ格納メモリは、走査範囲を走査方向と距離方向に所定数に分割した領域毎に受信信号を積算する。したがって、領域を平面的には扇状に分割することができ、さらに、走査方向が左右方向と上下方向であれば、領域を立体空間上で分割された略矩形体とすることができる。

また、この発明の他の実施態様においては、前記計測領域を指定する入力手段を設ける。したがって、例えば、移動体の移動状況に応じて、計測したい領域を関心領域として自由に設定することができる。このように、関心領域を設定できるようにすることで、走行に必要と思われる領域についてのみ前記領域計測データが生成されるため、制御部の負担が軽くなる利点がある。

この発明によれば、受信信号の積分手段や時系列フィルタの構造を複雑にしなくても、十分なＳ／Ｎ比を確保しつつ物体の誤検出を防止できる。

図１は、この発明の実施形態である物体検出装置が取り付けられた車両を示している。図１では、自車両１が先行車両２を物体検出装置により検出する状態を示している。

物体検出装置は、電磁波ビームの一つであるレーザ光を発光するレーザレーダ装置（以下、Ｌ／Ｒ装置と称する）３を備えている。Ｌ／Ｒ装置３は、自車両１のフロント部に取り付けられており、前方に向けてレーザ光を発光してこれを走査範囲Ｌで繰り返し走査し、走査毎に前方に存在する物体（図１では先行車両２）からの反射光を受光する。なお、物体検出装置は、先行車両２とともに前方に存在する全ての物体を検出するが、説明の都合上、物体を代表するものとして先行車両２を例示するが、先行車両２と称したり物体と称したりすることがある。

先行車両２は自車両１に対して相対的に停止していたり、又は前方（遠のく）、後方（近づく）、右方向、左方向等に相対移動したりする。後述のように、物体検出装置は、走査範囲Ｌを左右方向と距離方向に所定数に分割した領域毎に受信信号を積算して領域計測データを生成し、領域毎に先行車両２を検出している。このため、分割された領域から先行車両２が離脱すると、その領域では先行車両２の検出を行わない。

本実施形態では、図２に示すように、上記領域を、物体検出装置４の前方平面を左右方向と距離方向に扇状に分割している。同図において、略矩形で示される範囲が分割した領域（分割領域）である。さらに、本実施形態では、上記分割領域のうち、Ｓ／Ｎ比改善領域をＰとして任意に指定できるようにしている。Ｓ／Ｎ比改善領域とは領域計測データのＳ／Ｎ比が改善される領域をいう。Ｓ／Ｎ比改善領域は、例えば高速道路を走行しているときには、自車両１の速度が早いため、前方に向けて長い距離の範囲でＳ／Ｎ比改善をした方が良い。そこで、この場合は、Ｓ／Ｎ比改善領域を先行車両２を基準に前方に長い範囲で設定する。また、例えば、路幅の狭い混雑した道路では、自車両１の速度が遅いため、前方に向けて長い距離の範囲でＳ／Ｎ比改善するよりは、割り込みなどに備えて左右に向けて広い範囲でＳ／Ｎ比改善する方が望ましい場合がある。そこで、このような場合は、Ｓ／Ｎ比改善領域を自車両１を基準に左右に長い範囲で設定する。図２において、斜線で示す領域は、Ｓ／Ｎ比改善領域として設定された領域を示している。なお、全ての領域をＳ／Ｎ比改善領域とすることも可能であるか、制御部の負担が大きくなり得策ではない。したがって、制御部の能力を考慮してその領域の最大数を設定することが望ましい。

後述のように、このＳ／Ｎ比改善領域においては、時系列フィルタによる時系列フィルタリングによりノイズを除去し、これによりＳ／Ｎ比を改善する。なお、時系列フィルタにより除去されるノイズは、主に、信号成分に重畳されている背景（バックグラウンド）ノイズである。このノイズは、走査タイミングにかかわらず、環境や回路定数等により略一定して存在するため、これを時定数を持つ時系列フィルタを通過させれば、除去することができる。

図３は、上記物体検出装置４を車両側に設けられる車両側装置５と接続した状態を示している。車両側装置５は、例えば、ＧＰＳ５０、ナビゲーション装置５１、ヨーレートセンサ５２、車速センサ５３、燈火スイッチ５４を含み、これらのセンサ等の出力に基づいて得られた情報を物体検出装置４に出力したり、物体検出装置４の出力を参照して先行車両２の存在、車間距離、自車両の位置、道路形状等を判断したりする。例えば、ＧＰＳ５０とナビゲーション装置５１とで、自車両１の位置、進行方向前方の道路形状を判断することもできる。また、自車両１とＬ／Ｒ装置３が検出した先行車両２との相対的な位置関係と地図情報から先行車両２の地図上の位置を判断し、これにより、先行車両２が自車両１の走行している道路上を走行しているかどうかを判断することができる。また、ヨーレートセンサ５２により、自車両１の角速度を求め、同時に車速センサ５３で自車両１の車速を求めることにより、車速＝曲率半径×角速度の関係から、現在走行している道路の曲率半径を求めることができる。求めた曲率半径を用いて、道路の前方に先行車両２が走行しているかどうかを判断する。このため、先行車両２が曲線路を走行しているとしても、先行車２を基準として曲線路に沿ったＳ／Ｎ比改善領域を設定することが出来る。

図４は、物体検出装置４の詳細なブロック図である。

Ｌ／Ｒ装置３は、発光制御装置３０と受光制御装置３１とスキャナ３２とを備えている。物体検出装置４において、上記Ｌ／Ｒ装置３以外の部分は物体検出部を構成している。

発光制御装置３０は、制御判別装置４０からの発光トリガを受けてレーザ光を出力するレーザダイオード（ＬＤ）と、これを制御する送信制御手段とを備え、スキャナ３２により所定の角度範囲内を一定の角速度で走査する。その角度は図示しないセンサにより検出され走査角θとして制御判別装置４０に出力される。

受光制御装置３１は、先行車両２で反射したレーザ光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）と、このＰＤで受光した反射信号（受信信号）を処理する受信制御手段とを備えている。

上記スキャナ３２は、レーザ光を走査できるものであれば、どのようなものでも良いが、例えば、ポリゴンミラーを回転することによりレーザ光を走査したり、レーザダイオード（ＬＤ）の前に第１のレンズを配置し、この第１のレンズを左右に振ってレーザ光を走査したりすることも可能である。後者の構成では、フォトダイオード（ＰＤ）側の前にも集光用の第２のレンズを配置し、この第２のレンズを上記第１のレンズと一体にすることで、第１のレンズを走査するときに同時に第２のレンズも走査することが可能になる。このような構成であれば、受光側においてはレーザ光を走査した方向からの反射光を受けることができるため、より好ましいものとなる。

発光制御装置３０で出力されるレーザ光は、その光出力が人間の眼に無害な程度（悪影響を及ぼさない程度）となるように設定される。通常、その出力は規格（クラス１レーザ）で決められており、ここでは、この規格内の出力が保たれている状態をアイセーフティが満たされていると称する。

図５は、レーザ光の出力シーケンスを示している。図示のように、区間Ｔ１（ｎ）はある方位θｎの領域（以下、領域θｎと称する。他の方位も同様）に対する発光区間である。この区間Ｔ１（ｎ）では、領域θｎに対して予め決められた回数Ｍだけレーザ光が連続的に発光を繰り返して照射される。区間Ｔ１（ｎ）が過ぎると別の区間が始まり、この別の区間に対して同じようにレーザ光が照射されていく。この別の区間は区間Ｔ１（ｎ）にとって非発光区間であるため、ここでは非発光区間Ｔ２と称する。レーザ光の走査が再び領域θｎにくると、再び区間Ｔ１（ｎ）となり、予め決められた回数Ｍだけレーザ光が連続的に繰り返し照射される。

アイセーフティは、レーザ光の出力シーケンスにおいて、トータルの発光エネルギーを所定の値内に抑えることで満たされる。以上のレーザ光の出力の設定及びシーケンス制御はＬ／Ｒ装置３の発光制御装置３０及びスキャナ３２で行われる。

図４のＡＤ変換器４１は、発光トリガのタイミングから受光制御装置３１で信号処理した受信信号を高速サンプリングしてＡ／Ｄ変換する。このＡ／Ｄ変換されたデータは、先行車両２までの距離情報と受光量の情報を持っている。

１発光計測データ格納メモリ４２は、領域θｎでの１回のレーザ光により計測されたデータを格納する。

連続発光計測積算データ格納メモリ４３は、１発光計測データ格納メモリ４２に記憶された領域θｎでの１回のレーザ光により計測されたデータを、Ｍ回分積算記憶することにより領域θｎの領域計測データを生成する。図６は、連続発光計測積算データ格納メモリ４３に記憶されているデータ例を示している。レーザ光が出力されてから先行車両２に反射されて戻ってくるまでの時間を、光の速度を参照して距離に変換すると、距離に対する受光分布を得ることができる。図６の縦軸は連続繰り返し照射において積算された受光量を示し、横軸は対応する距離を示す。先行車両２を含む検知物体が存在する距離において受光量のピークを得る。

領域計測データ格納メモリ４４は、連続発光計測積算データ格納メモリ４３で積算記憶した領域θｎの領域計測データを、領域毎に記憶する。領域計測データを領域毎に記憶するために、このメモリ４４は制御判別装置４０から領域番号ｎを受け取る。

時系列信号処理装置４５は、処理しようとしている領域がＳ／Ｎ比改善領域（図２参照）であれば、過去（前回走査時）の領域計測データと今回走査時に得られた領域計測データとの相関をとって時間軸上に定常的に存在するノイズを低減し、それによりＳ／Ｎ比の改善を行うためのものであり、時系列フィルタを備えている。すなわち、Ｓ／Ｎ比改善領域の演算データ格納メモリ４６には、前回走査時の時系列信号処理装置４５で演算された前回演算値が記憶され、今回走査時において、同演算値を使ってフィルタリング処理が行われる。

図７（Ａ）は、時系列フィルタへの入力信号の変化例を示し、同図（Ｂ）は、時系列フィルタの出力データの変化例を示している。

物体移動前後において領域計測データ格納メモリ４４から入力する入力データが図７（Ａ）に示すように変化した場合、所定の距離にある領域のピーク値Ｐ１が消えることから該領域から物体が離脱しているとみなせる。しかし、図７（Ｂ）に示すように、これらのデータが時系列フィルタによりフィルタリング処理されることにより、時系列フィルタの出力データには、上記領域にピーク値Ｐ２が残存する。すなわち、時系列フィルタの出力データ中のピーク値Ｐ１（時系列フィルタの入力データ中のピーク値Ｐ１と略同じ）は、メモリ４６に記憶され、今回走査時に、このピーク値Ｐ１が含まれるメモリ４６に記憶されるデータと今回走査時の入力データ（図７（Ａ）の右側に示されるデータ）とが時系列フィルタでフィルタリング処理される。そのフィルタリング処理の結果、時系列フィルタの出力データは、上記領域にピーク値Ｐ２が残存するデータ（図７（Ｂ）の右側に示されるデータ）となる。

このメモリ４６からは、領域計測データと差分データとが出力される。領域計測データは時系列フィルタリングした結果であるが、差分データは、今回の領域計測データと前回の領域計測データとの差分を示している。この差分データは、受光量の増減を示すため、もし、先行車両２に対応しているデータ（ピーク値）の受光量が一定量以上減少していれば、そのデータは、現在処理している領域における残像を示すデータである。すなわち、先行車両２は現在処理している領域から離脱していると見做せる。そこで、Ｓ／Ｎ比改善領域の物体検出器４７では、上記受光量が一定量以上減少していれば、そのデータは残像データであるとみなして、物体検出処理をしない。上記受光量が減少していなければ、物体検出処理を行う。なお、Ｓ／Ｎ比改善しない領域の領域計測データについては、メモリ４４から物体検出器４８に出力され、ここで、物体検出処理を行う。物体検出器４７、４８で検出した物体については、検出物体データ格納メモリ４９に記憶され、この記憶データが制御判別装置４０に出力される。

上記のように、時系列信号処理装置４５を用いることにより、Ｓ／Ｎ比改善領域においてＳ／Ｎ比改善を行うことができる。そして、その結果、物体を検出するためのしきい値を低く設定できる。しきい値を低く設定できることにより、遠方の物体や低反射物体でも素早く検出できる。

制御判別装置４０には、Ｓ／Ｎ比改善領域指定手段６が接続されている。この指定手段６は、図２において斜線で示すＳ／Ｎ比改善領域を指定する入力手段である。入力の方法には、図２に示すような全領域をビジュアル表示して、その表示内でカーソル等によりＳ／Ｎ比改善領域を直接指定する方法や、「高速モード」「低速モード」を指定して、各モードに応じて自動的にＳ／Ｎ比改善領域が設定される方法等がある。

図８は、Ｓ／Ｎ比改善領域Ｂに対する物体検出方法について説明する図である。同図（Ａ）は、Ｌ／Ｒ装置３の走査（スキャニング）振り角を示し（＋θ〜−θ）、同図（Ｂ）は、Ｓ／Ｎ比改善領域Ｂにおいての物体検出方法を示している。なお、領域ＡはＳ／Ｎ比改善しない領域を示している。

Ｌ／Ｒ装置３は、図８（Ａ）に示すようにレーザ光を左右に走査（スキャニング）し、物体検出装置４は、レーザ光が右方向に走査されたときに物体検出を行う。したがって、同図（Ｂ）に示すように、振り角が−θから＋θに変化するときに各領域においてレーザ光が連続的に繰り返し発光される。

Ｓ／Ｎ比改善領域Ｂに対する信号処理を行う直前に、領域Ｂに対して、レーザ光が所定回数だけ連続的に繰り返し発光される。次に、ステップＳＴ１において、時系列信号処理装置４５（図４参照）で時系列信号処理が行われる。ステップＳＴ１の信号処理には、時系列フィルタが用いられる。時系列フィルタは、時定数を持つフィルタであって、どのようなものでも良いが、例えば、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response ）フィルタが使用できる。このフィルタ処理には、複数の領域計測データが入力される必要があるが、図８では２回分の領域計測データが入力されるようにしている。

ステップＳＴ２では、領域計測データからピーク値を抽出する。ピーク値の数は一つに限らない。ステップＳＴ３では、ピーク値の増減を判別する。ステップＳＴ４では、ピーク値が前回の検出値よりも一定値以上減少していないピークを物体検出の対象として検出し、ピーク値が前回の検出値よりも一定値以上減少しているピークを物体検出の対象としない。後者のピークは、時系列信号処理を行ったことによる残像と考えられるからである。

なお、Ｓ／Ｎ比改善しない領域Ａについては、領域計測データを時系列処理装置４５を通さずに物体検出器４８に渡し、ここで物体検出を行う。

図９は、時系列信号処理装置４５付近の構成を模式的に示している。

入力信号Ｉ（ｘ；ｔ）（受光量を示す。図６参照）は、増幅器７０でα倍され、加算器７１で、増幅器８０で１−α倍された予測値Ｐ（ｘ；ｔ）と加算されて出力信号Ｏ（ｘ；ｔ）として出力される。出力信号Ｏ（ｘ；ｔ）は、遅延器７２で遅延されて遅延出力信号Ｏ（ｘ；ｔ−1 ）とされ、加算器７３、７４に出力される。加算器７３では、遅延出力信号Ｏ（ｘ；ｔ−1 ）と出力信号Ｏ（ｘ；ｔ）との差分信号ｄＯ（ｘ；ｔ）が求められる。

差分信号ｄＯ（ｘ；ｔ）は、遅延器７５で遅延され、増幅器７６でα倍され、加算器７８に入力する。また、加算器７８の出力である遅延差分信号ｄＯ′（ｘ；ｔ−1 ）は、遅延器７９でさらに遅延されて、増幅器７７で１−α倍された後に加算器７８に入力する。

遅延差分信号ｄＯ′（ｘ；ｔ−1 ）は、加算器７４で遅延出力信号Ｏ（ｘ；ｔ−1 ）と加算されて、予測値Ｐ（ｘ；ｔ）として出力される。

以上の構成は、フィルタ次数が２次のＩＩＲフィルタの一例であり、予測値Ｐ（ｘ；ｔ）を、過去のデータと、その差分値から線型で予測しているものである。

上記フィルタリング演算により、途中の演算結果から差分信号ｄＯ（ｘ；ｔ）を抽出することができる。この差分信号ｄＯ（ｘ；ｔ）は、領域計測データが前回走査時の計測時よりも減少しているかどうかを示す符号（−又は＋）を含み、−符号を含むものであれば領域計測データが前回走査時の計測時よりも減少していると判断される。このように減少したと判断されるときは、その減少が一定値以上であれば、物体検出器４７において、今回計測した領域計測データは残像であると検出される。

次に、制御判別装置４０、時系列処理装置４５、物体検出器４７、４８の具体的な動作について図１０以下を参照して説明する。制御判別装置４０による制御動作、時系列処理装置４５による時系列処理、物体検出器４７、４８による物体検出動作は、実際にはソフトウェアで実現される。

図１０は、概略の制御動作である。

ステップＳＴ（以下、単にＳＴと称する）１０では、領域計測データ格納メモリ４４から、連続繰り返し発光して積算された領域計測データを取得する。ＳＴ１１で、時系列信号処理装置４５において、複数回の領域計測データを用いて時系列信号処理（フィルタリング）を行う。ＳＴ１２で、物体を検出するための、一定のしきい値より大きなピーク値を検出する。ＳＴ１３において、処理をしようとしている領域がＳ／Ｎ比改善領域なのかＳ／Ｎ比改善をしない領域なのかを判定する。Ｓ／Ｎ比改善をしない領域であれば、ＳＴ１５においてそのピーク値を物体として検出する。Ｓ／Ｎ比改善領域であれば、ＳＴ１４に進む。ＳＴ１４では、検出したピーク値が前回よりも一定値以上減少しているかを検出する。この検出は、図８に示したように、差分信号ｄＯ（ｘ；ｔ）により行う。検出したピーク値が前回よりも一定値以上減少していれば、そのピーク値を残像とみなして物体として検出しない。すなわち、物体は検出領域から離脱していると見做す。検出したピーク値が前回よりも一定値以上減少していない場合は（増大又は僅かに減少程度であれば）、ＳＴ１５に進んで、そのピーク値を物体として検出する。

図１１は、図１０のより詳細な制御動作を示すフローチャートである。

ＳＴ２０においてスキャナ３２を作動させる。ＳＴ２１でレーザ光が計測領域に達していれば、Ｌ／Ｒ装置３の発光制御装置３０でレーザ光を出力する制御を行い（ＳＴ２２）、ＡＤ変換器４１において受光信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換する（ＳＴ２３）。Ａ／Ｄ変換された領域計測データは格納メモリ４３に積算して格納されていき（ＳＴ２４）、指定発光回数まで連続して上記動作が行われる（ＳＴ２５）。

指定発光回数に達すると、ＳＴ３０以下で領域計測データに関する処理を行う。ＳＴ３０で、現在処理をしようとしている計測領域番号を取得する。その番号の領域がＳ／Ｎ比改善領域なのかどうかを判定し（ＳＴ３１）、Ｓ／Ｎ比改善領域であれば、時系列信号処理装置４５により時系列フィルタリング処理を行い、Ｓ／Ｎ比改善を行う（ＳＴ３２）。さらに、物体検出を行う（ＳＴ３３）。このとき、上述のように、領域計測データが前回の値よりも一定値以上減少していれば、そのデータが残像であるとみなして物体検出処理を行わない。ＳＴ３１において、現在処理をしようとしている計測領域番号が、Ｓ／Ｎ比改善しない領域の番号であれば、ＳＴ３４に進み、ピーク値から物体検出を行う。

上記ＳＴ３３、３４で検出した物体を検出物体データ格納メモリ４９に記憶する（ＳＴ３５）。

図１２は、時系列信号処理装置４５、物体検出部４７、４８の動作を示すフローチャートである。

図１２において、ＳＴ４０で前回の出力データ（遅延出力信号）Ｏ（ｘ；ｔ−1 ）をメモリ４６から読みだす。前回の差分データ（遅延差分信号）ｄＯ′（ｘ；ｔ−1 ）を読みだす（ＳＴ４１）。これらのデータを加算することにより、今回の予測値Ｐ（ｘ；ｔ）を計算する（ＳＴ４２）。今回の領域計測データ（入力信号）Ｉ（ｘ；ｔ）をメモリ４４から読み出す（ＳＴ４３）。今回の出力データ（出力信号）Ｏ（ｘ；ｔ）を次の演算式により計算する。

Ｏ（ｘ；ｔ）＝αＩ（ｘ；ｔ）＋（１- α）Ｐ（ｘ；ｔ）
続いて、今回の差分データ（差分信号）ｄＯ（ｘ；ｔ）を次の演算式により計算する（ＳＴ４５）。

ｄＯ（ｘ；ｔ）＝Ｏ（ｘ；ｔ）−Ｏ（ｘ；ｔ−１）
今回の差分データ（遅延差分信号）ｄＯ′（ｘ；ｔ−1 ）を次の演算式により計算する（ＳＴ４６）。

ｄＯ′（ｘ；ｔ−1 ）＝αｄＯ（ｘ；ｔ−1 ）＋（１−α）ｄＯ′（ｘ；ｔ−２）
さらに、今回の出力データＯ（ｘ；ｔ）と差分データｄＯ（ｘ；ｔ）とをメモリ４６内に記憶する（ＳＴ４７）。

図１３は、Ｓ／Ｎ比改善しない領域の物体検出器４８の動作を示すフローチャートである。

メモリ４４から、領域計測データを読みだす（ＳＴ５０）。

物体を検出するためのしきい値を設定する（ＳＴ５１）。このしきい値の大きさは予め決められている。

領域計測データからしきい値を超えるピーク値を検出する（ＳＴ５２）。もし、ピーク値が全く検出できなければ、物体検出処理を終了する（ＳＴ５３→ＳＴ５６）。ピーク値を検出すれば、検出したピーク値を物体と見做してそのピーク値を検出物体としてメモリ４９に記憶する（ＳＴ５３→ＳＴ５４）。検出した全てのピーク値を検出物体としてメモリ４９に記憶した後（ＳＴ５５）、物体検出処理を出力する（ＳＴ５６）。

図１４は、Ｓ／Ｎ比改善領域の物体検出器４７の動作を示すフローチャートである。

メモリ４６から、領域計測データを読みだす（Ｓ６０）。

物体を検出するためのしきい値を設定する（ＳＴ６１）。このしきい値の大きさは予め決められている。

領域計測データからしきい値を超えるピーク値を全部検出する（ＳＴ６２）。もし、ピーク値が全く検出できなければ、物体検出処理を終了する（ＳＴ６３→ＳＴ６８）。ピークを検出した位置の差分データを参照する（ＳＴ６４）。差分データが−符号を含んでいなければ、その位置でのピーク値が計測領域に存在する物体であるため、そのピーク値を検出物体としてメモリ４９に格納する（ＳＴ６６）。差分データが−符号を含んでいて、且つその差分データの絶対値が一定値以上であれば、そのピーク値については残像と見做して物体検出対象から除外する。すなわち，ＳＴ６６の処理のように、ピーク値をメモリに格納しない。以上の処理を全ての検出ピーク値に対して行ってから（ＳＴ６７）、処理を終了する（ＳＴ６８）。

なお、説明ではしきい値として予め定めた値を用いるとしたが、計測された受信信号に応じて、変動するようにしても良い。この様な構成とすることにより、計測環境に応じたしきい値を設定できるため、検出能力が向上する。

上記のように、Ｓ／Ｎ比改善領域においては、時系列信号処理装置４５による時系列フィルタリング処理によりＳ／Ｎ比改善が行われる一方、それによって生じる可能性のある残像を除去できるため、誤った物体検出を未然に防止することができる。

以上の実施形態では、Ｓ／Ｎ比改善領域の指定を左右の走査方向（θ方向）と距離方向に設定できるようにしたが、その設定は左右の走査方向だけであっても良い。また、スキャナ３２による走査（スキャニング）が左右方向に加えて上下方向にも行われる場合は、上下方向にも区分されたＳ／Ｎ比改善領域を設定することが可能である。こうすることで、上下左右方向と距離方向の立体空間中に複数に区分されたＳ／Ｎ比改善領域を設定することができる。

また、Ｓ／Ｎ比改善領域は、Ｓ／Ｎ比改善領域指定手段６により指定することで設定できるが、これを自動で設定することも可能である。例えば、高速道路の走行中では距離方向の検出能力をより高くすることが要請されるため、距離方向の領域を左右方向の領域よりも多く設定し、一般道路の走行中では左右方向の検出能力をより高く設定することが要請されるため、左右方向の領域を距離方向の領域よりも多く設定する。また、夜間走行では、左右方向の領域をより多く設定する。このような自動設定は、車速センサや燈火スイッチ等からのデータに基づいて自動的に設定することが可能である。

この発明の実施形態である物体検出装置が取り付けられた車両を示す図 走査範囲においてＳ／Ｎ比改善領域を示す図 物体検出装置４を車両側に設けられる車両側装置５と接続した状態を示す図 物体検出装置４の詳細なブロック図 レーザ光の出力シーケンスを示す図 連続発光計測積載データ格納メモリ４３に記憶されているデータ例を示す図 時系列フィルタへの入力信号の変化例と時系列フィルタの出力データの変化例を示す図 Ｓ／Ｎ比改善領域に対する物体検出方法について説明する図 時系列信号処理装置４５付近の構成を模式的に示す図 制御判別装置等の具体的な動作を示すフローチャート 制御判別装置等の具体的な動作を示すフローチャート 時系列信号処理装置の具体的な動作を示すフローチャート Ｓ／Ｎ比改善しない領域の物体検出器の具体的な動作を示すフローチャート Ｓ／Ｎ比改善領域の物体検出器の具体的な動作を示すフローチャート

Claims (3)

1. 電磁波ビームを前方に向けて走査しながら送信する送信制御手段と、
   前方に存在する物体からの反射波を受信する受信制御手段と、
   受信した反射波の強度に応じた受信信号に変換する変換手段と、
   前記受信信号のピークに基づいて前記物体を検出する物体検出手段と、を備える移動体用物体検出装置において、
   前記物体検出手段は、
   前記電磁波ビームを走査する走査範囲を所定数に分割した領域毎に受信信号を積算して領域計測データを生成する受信信号積算手段と、
   前記領域計測データを領域毎に記憶する領域計測データ格納メモリと、
   前記領域測定データ格納メモリから読み出した前記領域計測データを時系列フィルタリングする時系列処理手段と、
   前記時系列処理手段で時系列フィルタリングされた今回走査時の領域計測データの第１のピーク値が、前回走査の計測時の同一の前記領域における第２のピーク値よりも予め定めた一定値以上減少していないデータに基づいて物体検出を行い、前記第１のピーク値が前記第２のピーク値よりも前記一定値以上減少しているデータについては物体検知対象から除く物体検出器と、
   を備えたことを特徴とする移動体用物体検出装置。
2. 前記領域計測データ格納メモリは、走査範囲を走査方向と距離方向に所定数に分割した領域毎に受信信号を積算して領域計測データとして記憶し、前記物体検出器は、前記前記領域計測データ格納メモリに記憶されて領域計測データに基づいて物体検出を行う、請求項１に記載の移動体用物体検出装置。
3. 前記物体検出器が、前記第１のピーク値と前記第２のピーク値とを比較する領域と、これらのピーク値の比較をしない領域とを指定する入力手段を設けた、請求項１又は２に記載の移動体用物体検出装置。

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