JP2009086787A

JP2009086787A - 車両検出装置

Info

Publication number: JP2009086787A
Application number: JP2007252948A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Otsuka; 裕史大塚; Masayuki Takemura; 雅幸竹村; Tatsuhiko Moji; 竜彦門司
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Also published as: US20090085775A1; EP2045623A1

Abstract

【課題】
従来技術では、レーダが車両の無い位置に車両があると判定（誤検出）した場合、その位置付近で車両を探索してしまう、という課題がある。又、実際には車両が存在するにもかかわらず車両が無いと判定する（未検出）こともある、という課題もある。
【解決手段】
車両検出装置は、自車前方の車両を検出する第１及び第２のセンサと、第１のセンサが検出した対象物を第２のセンサが検出した場合、当該対象物を車両であると判定する判定部を備える。判定部は、対象物を一旦車両であると判定した場合、次回の判定において第２のセンサが当該対象物を検出しなくても、当該対象物を車両であると判定してもよい。第１のセンサはレーダ、第２のセンサはカメラであると望ましい。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数のセンサにより障害物を検出する技術に関する。

ステレオカメラに比べて低コストな単眼カメラと、レーダの検出結果を用いたセンサフュージョンが提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、レーザレーダで検出された対象付近をカメラで探索する。即ち、レーザレーダでカメラの探索範囲を限定するため、カメラの画像処理を高速に行うことができる。

特開２００６−４８４３５号公報

しかし、実際にはレーダの情報が常に正しいとは限らない。例えば、レーダが車両の無い位置に車両があると判定（誤検出）した場合、その位置付近で車両を探索してしまう、という課題がある。又、実際には車両が存在するにもかかわらず車両が無いと判定する（未検出）こともある、という課題もある。

そこで、本発明の目的は、カメラとレーダを組み合わせることにより、誤検出や未検出を抑える車両検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。

車両検出装置は、自車前方の車両を検出する第１及び第２のセンサと、第１のセンサが検出した対象物を第２のセンサが検出した場合、当該対象物を車両であると判定する判定部を備える。

本発明によれば、カメラとレーダを組み合わせることにより、誤検出や未検出を抑える車両検出装置を提供することができる。

以下、実施形態を、図面を用いて説明する。

図１は、車間距離制御システム（Adaptive Cruise Control、以下ＡＣＣとする）の構成図である。ＡＣＣの構成は大きく分けて、車両検出部１０４，ＡＣＣ制御部１０６，ＡＣＣ実行部１１０の３つに分かれる。このうち、車両検出装置は、車両検出部１０４に相当し、カメラ１０１，レーダ１０２，結果統合ユニット１０３の３つからなる。カメラ１０１とレーダ１０２は図４のように自車両４０１前方を監視するように設置される。

レーダ１０２とカメラ１０１は、それぞれ前方の車両候補の検出を行い、結果統合ユニット１０３は、検出された車両候補を車両か否かを判定して結果を纏める。車両が存在する場合、自車両と検出車両の位置関係を算出し、ＡＣＣ制御部１０６の制御内容決定ユニット１０５に当該位置関係を転送する。

制御内容決定ユニット１０５では、先行車が存在する場合、先行車との位置関係から、車間距離を一定に保つように制御量を計算する。又、先行車が存在しない場合、予めドライバが設定した車速に近づくように制御量を計算する。ＡＣＣ実行部１１０のＥＣＵ１０７（Engine Control Unit）は、制御量に応じて加減速するようにエンジン１０８を制御する。エンジン制御のみでは減速が不十分な場合はブレーキ１０９を制御する。尚、ＡＣＣ制御部１０６とＡＣＣ実行部１１０は、公知技術である。

図２は、車両検出部１０４の構成図である。

カメラ１０１は、撮像部２０１と画像処理部２０２とからなり、撮像するだけでなく画像処理を行い解析することで車両候補を求めるセンサとしても機能する。車両候補のデータは、車両候補数とそれぞれの車両候補の位置で表される。車両候補の位置は、図６のように自車４０１のフロント中央部から先行車６０１リア中央部までの距離Ｌと角度θで表す。この距離Ｌと角度θの組み合わせが車両候補数分カメラから出力される。カメラ１０１から得られた画像から画像処理によって車両候補を検出する方法は、たとえば特願２００３−３９１５８９号などで実現できる。検出された車両候補までの距離を求める方法は、カメラ１０１がステレオカメラであれば左右のカメラの視差から三角測量の原理によって求めることが可能である。又、カメラ１０１が単眼カメラであっても、画像中に結像した先行車６０１の車幅を利用して概算することが可能である。

図７において、ＣＣＤ面に結像した車幅ｗと焦点距離ｆは求められるため、車両の実際の車幅をＷ（具体的には平均的な乗用車の車両幅と考えられる１.７ｍ程度）と仮定することで三角測量の原理から、

と表すことができる。更に、角度θは、焦点距離ｆとＣＣＤ面上の光軸中心からＣＣＤ面に結像した車両中心位置までの距離ｘから

となるため、距離ＬはθとＺを用いて、

と表すことができる。即ち、求めたい車両候補位置を表す距離Ｌと角度θは、既知である焦点距離ｆ、車幅Ｗと画像から求められるｗとｘによって表すことができる。

このようにして得られた車両候補数とそれぞれの車両候補の位置を表す距離Ｌと角度θの組は結果統合ユニット１０３の判定部２０５に送られる。

図３は、カメラの構成図である。

撮像素子であるＣＣＤ３０１で感光して得られた電荷は、ＡＤコンバータ３０２によってデジタル化され画像データとして画像処理部２０２内のビデオ入力部３０５を経由してＲＡＭ３０６に保存される。一方、画像処理のプログラムはＦＲＯＭ３０３に格納されており、カメラの電源が入るとＣＰＵ３０４により読み出され実行される。プログラムの通りＲＡＭ３０６に格納された画像データを処理して車両候補を検出し、その結果である車両候補数とそれぞれの車両候補の位置を表す距離Ｌと角度θの組はＣＡＮ３０７インタフェースを経由して結果統合ユニット１０３の判定部２０５に送られる。

レーダ１０２でもレーザ送受信部２０３と情報処理部２０４によってカメラ同様に車両候補数とそれぞれの車両候補の位置を表す距離Ｌと角度θの組を求める。レーダを用いた立体物の測距は、公知技術である。判定部２０５は、レーダ１０２が求めた距離Ｌと角度θの組のうち、カメラ１０１の結果と照らし合わせて最終的に車両と判定した距離Ｌと角度θの組を、ＡＣＣ制御部１０６に転送する。

図５は、判定部２０５のフロー図である。

まず、判定部２０５は、レーダ１０２で車両検出して車両候補数とそれぞれの車両候補の位置を表す距離Ｌと角度θの組を取得し、レーダの検出結果を受け取ってメモリに格納する（Ｓ１）。

次に、レーダ１０２が検出した車両候補に対して、カメラ１０１でも該当する車両候補が検出したか否かを判定する（Ｓ２）。判定部２０５には、レーダ１０２同様にカメラ１０１からも車両候補数とそれぞれの車両候補の位置を表す距離Ｌと角度θの組が送られてくるため、レーダ１０２が検出した車両候補付近にカメラ１０１も車両候補を検出したか否かを確認する。位置の比較計算は、距離Ｌと角度θがどちらも近い数値であるか否かで判断可能である。

レーダ１０２が検出した車両候補付近にカメラ１０１での検出結果がある場合、二つのセンサで検出されたことになり、その位置に車両が存在する可能性が高いため、当該車両候補を車両であると判定する（Ｓ４）。

レーダ１０２が検出した車両候補付近にカメラ１０１の検出結果がない場合、レーダ１０２が検出した車両候補付近に前回車両と判定された対象が存在するか否かを確認する（Ｓ３）。検出処理は、例えば１００ｍｓ周期で何度も繰り返し行うことになるので、前回の判定結果は保存しておくことで用いることができる。

レーダ１０２が検出した車両候補付近に前回車両と判定された対象がある場合、Ｓ４の処理を行う。レーダ１０２が検出した車両候補付近に前回車両と判定された対象がない場合、レーダ１０２の誤検出であるとして、車両候補を非車両であると判定する（Ｓ５）。即ち、トラッキング処理となる。

そして、次の処理を行う場合はＳ２に戻り、行わない場合は処理を終了する（Ｓ６）。

時刻ｔにおけるある車両候補の判定結果Ｊ(ｔ)は、レーダ１０２での検出結果Ｄ_R(ｔ)、カメラ１０１での検出結果Ｄ_C(ｔ)を用いて、以下にようになる。

レーダ１０２は未検出が少ないため、レーダ１０２で検出されていることを大前提として、カメラ１０１で現在含め過去一度でも車両であると判定されている場合にのみ車両候補であると判断するようにしている。これはカメラ１０１が誤検出が少ないためである。このような判定を行うことで、カメラとレーダの組み合わせによって誤検出，未検出ともに低く抑えることが可能である。

判定部２０５は上記処理を行うためにプロセッサとメモリを必要とする。そこで、画像処理部２０２のプロセッサやメモリを利用しても良い。あるいは、制御内容決定ユニット１０５でも同様に処理が必要となりプロセッサやメモリを保有しているため、そこで同機能を実現しても良い。

以上によれば、カメラとレーダの組み合わせによって、誤検出や未検出の少ない車両検出装置を提供することができる。ＡＣＣでは、誤検出が少ないことでブレーキの誤動作を防ぐことができ、未検出が少ないことで先行車に近づきすぎたり衝突したりする危険性を低減できる。又、衝突前警報装置では、誤検出が少ないことで通常状態での誤報を防ぐことができ、未検出が少ないことで近づきすぎて危険な状態においても警報が作動しない不具合を防ぐことができる。

車間距離制御システムの構成図。車両検出部の構成図。カメラの構成図。カメラとレーダの位置関係を示す図。判定部のフロー図。自車と先行車の位置関係を示す図。自車と先行車の位置関係を示す図。

符号の説明

１０１カメラ
１０２レーダ
１０３結果統合ユニット
１０４車両検出部
１０５制御内容決定ユニット
１０６ＡＣＣ制御部
１０７ＥＣＵ
１０８エンジン
１０９ブレーキ
１１０ＡＣＣ実行部

Claims

自車前方の車両を検出する第１及び第２のセンサと、
前記第１のセンサが検出した対象物を前記第２のセンサが検出した場合、当該対象物を車両であると判定する判定部を備える、車両検出装置。
前記判定部は、前記対象物を一旦車両であると判定した場合、次回の判定において前記第２のセンサが当該対象物を検出しなくても、当該対象物を車両であると判定する、請求項１記載の車両検出装置。
前記第１のセンサはレーダである請求項１又は２何れかに記載の車両検出装置。
前記第２のセンサはカメラである請求項１乃至３何れかに記載の車両検出装置。