JP2008292306A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
静止物か否かを的確に判定し静止物を精度よく検出できる物体検出装置を提供すること。
【解決手段】
測距センサ２によって他の車両６１、６２などの検出対象物までの相対位置を検出し、その検出結果と自車両１０の位置検出センサ３の検出結果に基づいて検出対象物の絶対位置を算出し、その検出対象物が同一位置に所定時間継続して検出されている場合にその検出対象物が静止物であると判定する。この場合、未知の物体に対しその物体が静止物であるか否かを判断することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、未知の静止物の検出などに用いられる物体検出装置に関するものである。

従来、物体の検出を行うものとして、例えば特開２００６−２５２３４６号公報に記載されるように、環境地図を複数の領域に区分して記憶し、その環境内を走査して被測定物の相対位置を検出し、その相対位置に対応する領域の投票値を加算し、その投票値が所定のしきい値以上となったときにその領域に物体が存在すると判定する移動ロボットが知られている。
特開２００６−２５２３４６号公報

しかしながら、このようなものにあっては、予め検知領域を示す環境地図が必要であり、未知の領域において物体を認識することは困難である。また、ある程度同じ位置に存在する物体であっても、一時的に存在する移動体である可能性もあり、物体が静止物であるか移動物であるか的確に判断することは容易ではない。

そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、静止物か否かを的確に判定し静止物を精度よく検出できる物体検出装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係る物体検出装置は、検出対象物の絶対位置を取得する位置取得手段と、前記検出対象物の検出位置及び検出時間を記録する記録手段と、前記記録手段により記録された前記検出対象物の検出情報の累積結果に基づいて前記検出対象物が静止物であるか否かを判定する判定手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、検出対象物の検出情報の累積結果に基づいて検出対象物が静止物であるか否かを判定することにより、検出対象物が静止物であるか否か未知である場合であっても、静止物の検出を精度よく行うことができる。

また本発明に係る物体検出装置において、前記判定手段は、前記記録手段により記録された前記検出対象物について同一位置に所定時間継続して検出された検出頻度が設定値以上である場合に前記検出対象物が静止物であると判定することが好ましい。

この発明によれば、同一位置に所定時間継続して検出された検出頻度が設定値以上である場合に検出対象物が静止物であると判定することにより、検出対象物が静止物であるか否かについての判定を精度よく行うことができる。また、静止物と一時的に静止している移動物とを識別することもできる。

また本発明に係る物体検出装置において、移動体の移動経路に基づいて移動可能領域を抽出する移動可能領域抽出手段を備え、前記判定手段は、前記移動可能領域抽出手段が抽出した移動可能領域内に検出された前記検出対象物については静止物でないと判定することが好ましい。

この発明によれば、移動可能領域内に検出された検出対象物を静止物でないと判定することにより、静止物であるか否かの検出精度の向上を図ることができる。

また本発明に係る物体検出装置は、検出対象物の位置を取得する位置取得手段と、移動体の移動経路に基づいて移動可能領域を抽出する移動可能領域抽出手段と、前記検出対象物が静止物であるか否かを判定する際に、その検出対象物の位置が前記移動可能領域内にある場合にはその検出対象物は静止物でないと判定する判定手段とを備えて構成されている。

この発明によれば、検出対象物が静止物であるか否かを判定する際にその検出対象物の位置が移動可能領域内にある場合にはその検出対象物は静止物でないと判定することにより、検出対象物が静止物でないことを的確に判断でき、静止物の検出精度を高めることができる。

また本発明に係る物体検出装置において、前記移動体が道路を走行する車両であることが好ましい。

本発明によれば、静止物か否かを的確に判定し静止物を精度よく検出することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の実施形態に係る物体検出装置の構成概要図である。

図１に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１は、道路を走行する車両１０に搭載した場合に適用したものである。この物体検出装置１は、検出対象物を検知する測距センサ２、車両１０の絶対座標位置を検出する位置検出センサ３、及び制御処理を行うＥＣＵ４を備えている。

測距センサ２は、車両１０からの距離を計測するセンサであって、例えばレーザセンサやレーダセンサなどが用いられる。測距センサ２は、車両１０の前部に設置され、車両１０の前方を検知するものを用いることが好ましい。図１の符号２１は、測距センサ２の検知範囲を示している。

位置検出センサ３としては、例えばＧＰＳ（GlobalPositioning System）が用いられる。また、ＧＰＳとＩＭＵ（Inertial Measuring Unit）を組み合わせたものを用いることが好ましい。この場合、車両１０の絶対位置と共に、車両１０の姿勢状態を検知することができる。この位置検出センサ３の出力信号に基づいて、車両１０の絶対位置、姿勢状態が検知でき、また車両１０の絶対位置の変化状態、姿勢の変化状態に基づいて車両１０の走行方向、方位角、挙動状態を取得することができる。

ＥＣＵ４は、測距センサ２及び位置検出センサ３と接続されており、それぞれの検知信号を入力する。ＥＣＵ４は、装置全体の制御処理を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。また、このＥＣＵ４は、測距センサ２により検出される検出対象物の絶対位置を取得する位置取得手段として機能する。すなわち、ＥＣＵ４は、測距センサ２により検出される検出対象物について、車両１０からの相対位置を演算し、位置検出センサ３により検出される車両１０の絶対位置と検出対象物の相対位置に基づいて検出対象物の絶対位置を演算する。

例えば、測距センサ２で検出可能な範囲にある物体は、検出対象物として絶対位置が検出される。図１においては、道路５０の側方に設けられるガードレール５１、走行する他の車両６１、路上に駐車している車両６２が検出対象物として検出される。また、車両１０は、走行しながら測距センサ２及び位置検出センサ３を作動させて検出対象物を検出することができるため、走行した領域周辺にある検出対象物について検出することができる。

また、ＥＣＵ４は、検出対象物の検出位置及び検出時間を記録する記録手段として機能する。例えば、ＥＣＵ４には絶対座標系が設定されており、その絶対座標系において検出対象物の検出位置及び検出時間が記録される。この絶対座標系としては、例えば二次元の場合、１０ｃｍ×１０ｃｍのメッシュサイズのものが用いられる。

また、ＥＣＵ４は、検出対象物が静止物であるか否かを判定する判定手段として機能する。この判定処理の詳細については、後述する。さらに、ＥＣＵ４は、車両１０の走行経路に基づいて走行可能領域を抽出する走行可能領域抽出手段として機能する。この走行可能領域抽出処理の詳細については、後述する。

次に本実施形態に係る物体検出装置の動作について説明する。

図２は本実施形態に係る物体検出装置の動作を示すフローチャートである。図２における一連の制御処理は、例えばＥＣＵ４などにより所定の周期で繰り返し実行される。

まず、図２のＳ１０に示すように、車両の位置、姿勢、方位角の計測処理が行われる。この計測処理は、位置検出センサ３の検出信号に基づいて車両１０の位置、姿勢、方位角を演算する処理である。そして、Ｓ１２に移行し、検出対象物の相対位置の計測処理が行われる。この計測処理は、測距センサ２の検出信号に基づいて検出対象物の車両１０に対する相対位置を演算する処理である。

そして、Ｓ１４に移行し、計測データの記録処理が行われる。この記録処理は、Ｓ１０、Ｓ１２にて演算したデータをＥＣＵ４に記録する処理である。例えば、車両１０の位置、姿勢、方位角のデータ、及び検出対象物の相対位置データがＥＣＵ４に記録される。そして、Ｓ１６に移行し、検出対象物の絶対位置の演算処理が行われる。この演算処理は、測距センサ２により検出された検出対象物の絶対座標位置を演算する処理である。例えば、車両１０に対する検出対象物の相対位置データと車両１０の絶対位置データに基づいて検出対象物の絶対座標位置が演算される。その際、演算された絶対座標位置データは、検出対象物が検出された時間（時刻）と共に、ＥＣＵ４に記録される。

そして、Ｓ１８に移行し、絶対位置における占有回数の累計演算処理が行われる。この累計演算処理は、ＥＣＵ４に設定される絶対座標系において検出対象物が占有する回数（時間）の累計を演算する処理である。例えば、絶対座標系において、所定の時間内に同一位置に検出対象物が継続して占有する回数の累計が演算される。

この累計演算処理を具体的に説明すると、図３に示すように、絶対位置Ｘと時間ｔをパラメータとした時空間占有データが設定され、このデータに基づいて検出対象物の占有回数の累計が演算される。図３の時空間占有データにおいて、縦軸は絶対位置Ｘであり、横軸は時間（時刻）ｔである。絶対位置Ｘは、三次元の絶対的な位置を示すものが用いられ、例えばｘ、ｙ、ｚの座標値により構成される。なお、絶対位置Ｘとして、ｘ、ｙの座標値からなる二次元な絶対位置を用いる場合もある。

ある絶対位置Ｘにある時間ｔに検出対象物が検出された場合には、その絶対位置Ｘの時間ｔにおいて検出データ（図３中の黒丸）が記録される。そして、時間ｔにおいて所定のサンプリング時間Ｔ１が設定され、そのサンプリング時間Ｔ１において継続して検出対象物が所定回数以上検出されている場合にそのサンプリング時間Ｔ１内の検出回数（スコア）が投票数として計算される。この設定回数以上検出されることを条件とすることで、検出の一時的な誤りや不確実な検出結果を除外し、より確実に検出された回数が投票数に加算される。

そして、その投票数の累計値によって検出対象物の占有回数の累計が演算される。このとき、検出対象物の投票数は、検出対象物の検出頻度を表す数値となる。この投票数が大きいほど検出頻度が多くなり、静止物である可能性が高くなる。

そして、Ｓ２０に移行し、検出対象物が静止物であるか否かの判定処理が行われる。この判定処理は、検出対象物の検出情報の累積結果に基づいて検出対象物が静止物であるか否かを判定する処理である。例えば、同一位置に所定時間継続して検出された検出頻度が設定値以上である場合に、その検出対象物は静止物であると判定される。

例えば、図３において、ある絶対位置ｘにおける投票数が設定値以上である場合には、その絶対位置ｘにおける検出対象物が静止物であると判定される。この場合、設定時間内の投票数が設定値以上である場合にその絶対位置ｘにおける検出対象物が静止物であると判定してもよい。一方、ある絶対位置ｘにおける投票数が設定値以上でない場合には、その絶対位置ｘにおける検出対象物が静止物でないと判定される。

また、投票数が設定値以上でない場合において、投票数が設定値より小さく設定される第二設定値以上である場合には、その絶対位置ｘにおける検出対象物が一時的に静止していた移動物であると判定することが好ましい。

さらに、投票数による判定において静止物であると判定された場合であっても、車両１０の走行可能領域内に検出された検出対象物については、静止物でないと判定することが好ましい。

例えば、図４に示すように、絶対座標系において、車両１０が走行した走行経路Ａ１０が記録され、その走行経路Ａ１０を少なくとも車両１０の幅まで車幅方向へ拡げた領域が走行可能領域Ｂ１０として設定される。そして、走行可能領域Ｂ１０内に検出された検出対象物Ｘ１は、静止物でないと判定される。この場合、走行可能領域Ｂ１０内に検出された検出対象物Ｘ１は、一時的に静止していた移動物であると判定することが好ましい。なお、走行可能領域Ｂ１０内に検出対象物Ｘ１が含まれるか否かの判断は、走行可能領域Ｂ１０内に検出対象物Ｘ１の全てが含まれる物体に対しては静止物でないと判断し、かつ走行可能領域Ｂ１０内に検出対象物Ｘ１の一部が含まれる物体に対しても静止物でないと判断することが好ましい。そして、図２のＳ２０の判定処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

以上のように、本実施形態に係る物体検出装置によれば、検出対象物の検出情報の累積結果に基づいて検出対象物が静止物であるか否かを判定することにより、検出対象物が静止物であるか否か未知である場合であっても、静止物の検出を精度よく行うことができる。

また、同一位置に所定時間継続して検出された検出頻度、すなわち投票数が設定値以上である場合に検出対象物が静止物であると判定することにより、検出対象物が静止物であるか否かについての判定を精度よく行うことができる。また、設定値を複数設けることにより、静止物と一時的に静止している移動物との識別も容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る物体検出装置によれば、車両１０の走行可能領域内に検出された検出対象物を静止物でないと判定することにより、静止物であるか否かの検出精度の向上を図ることができる。

なお、上述した本実施形態は、本発明に係る物体検出装置の一例を示したものである。このため、本発明に係る物体検出装置は、このようなものに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しないように実施形態に係る物体検出装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、本実施形態では、検出対象物の検出位置と検出時間の情報を自車のセンサによって取得する場合について説明したが、他車両などその他のものが検出した検出情報を取得して用いてもよい。

また、本実施形態では、車両１０に搭載した物体検出装置について説明したが、移動ロボットなどその他の移動体に搭載したものであってもよい。

また、本実施形態では、物体検出装置が車両１０に搭載される場合について説明したが、物体検出装置が車載されておらず、車両１０などの移動体以外に設けられる場合であってもよい。例えば、単数又は複数の移動体により検出した検出対象物の絶対位置を通信により取得し、検出対象物の検出位置及び検出時間を移動体の外部に設置される情報処理手段（例えばサーバ）に記録し、その記録された検出情報の累積結果に基づいて検出対象物が静止物であるか否かを判定してもよい。その際の判定手法は、上述した実施形態と同様なものを用いればよい。また、この場合、図２に示す検出対象物の位置計測、計測データの記録、検出対象物の絶対位置の演算、絶対位置における占有回数の累積演算、検出対象物の判定（Ｓ１０〜Ｓ２０）の一連の処理を連続的に行わなくもよい。例えば、移動体から送信されてくる検出対象物の位置データを随時記録し、所定時間ごとに累計演算し、検出対象物が静止物であるか否かを判定してもよい。このような物体検出装置であっても、未知の検出対象物が静止物であるか否かについて精度よく検出が行え、上述した実施形態に係る物体検出装置と同様な作用効果が得られる。

本発明の実施形態に係る物体検出装置の構成概要図である。 図１の物体検出装置の動作を示すフローチャートである。 図１の物体検出装置における検出対象物の時空間占有データの説明図である。 図１の物体検出装置における静止物判定処理の説明図である。

符号の説明

１…物体検出装置、２…測距センサ、３…位置検出センサ、４…ＥＣＵ、１０…車両。

Claims (5)

1. 検出対象物の絶対位置を取得する位置取得手段と、
   前記検出対象物の検出位置及び検出時間を記録する記録手段と、
   前記記録手段により記録された前記検出対象物の検出情報の累積結果に基づいて前記検出対象物が静止物であるか否かを判定する判定手段と、
   を備えた物体検出装置。
2. 前記判定手段は、前記記録手段により記録された前記検出対象物について同一位置に所定時間継続して検出された検出頻度が設定値以上である場合に前記検出対象物が静止物であると判定すること、
   を特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 移動体の移動経路に基づいて移動可能領域を抽出する移動可能領域抽出手段を備え、
   前記判定手段は、前記移動可能領域抽出手段が抽出した移動可能領域内に検出された前記検出対象物については静止物でないと判定すること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の物体検出装置。
4. 検出対象物の位置を取得する位置取得手段と、
   移動体の移動経路に基づいて移動可能領域を抽出する移動可能領域抽出手段と、
   前記検出対象物が静止物であるか否かを判定する際に、その検出対象物の位置が前記移動可能領域内にある場合にはその検出対象物は静止物でないと判定する判定手段と、
   を備えた物体検出装置。
5. 前記移動体が道路を走行する車両であることを特徴とする請求項３又は４に記載の物体検出装置。

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