JP2010071942A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の物体が近接している場合であっても各物体を精度良く検出することができる物体検出装置を提供する。
【解決手段】歩行者検出装置１は、レーザレーダ２、カメラ３、運転支援ＥＣＵ４及び制動部５を備える。歩行者検出装置１は、第１の歩行者候補点群Ｌ１に対し、第１の歩行者候補点群Ｌ１の分布幅より小さい幅を有する第１の検出領域Ｔを設定し、第１の検出領域Ｔ内に位置する検出点Ｐ１〜Ｐ３を抽出することにより、歩行者Ｍ１の検出を行う。第１の検出領域Ｔ内に位置しない検出点Ｐ４〜Ｐ９は、第２、第３の歩行者候補点群Ｌ２，Ｌ３として順次抽出され、第１の歩行者候補点群Ｌ１と同様な処理が行われる。これにより、複数の歩行者が近接している場合であっても各歩行者を精度良く検出できる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、物体検出装置に関するものである。

従来、物体検出装置として、例えば特開２００３−３０２４７０号公報に記載されるように、レーザレーダにより検出された検出点のうち、所定の幅以下の物体を歩行者候補として選択し、選択した歩行者候補の検出点及び赤外線画像に基づいて歩行者を検出するものが知られている。そして、この装置は、レーザレーダの検出情報から選択された歩行者候補を赤外線画像中に重畳マッピングし歩行者を検出することにより、歩行者検出の精度の向上を図ろうとするものである。
特開２００３−３０２４７０号公報

しかしながら、上述した物体検出装置にあっては、複数の歩行者が近接した場合、検出点の分布幅が大きくなるので、その検出点が歩行者候補から外されて、又は複数の歩行者であることが認識されないおそれがある。その結果、検出精度が低下する問題があった。

そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、複数の物体が近接している場合であっても各物体を精度良く検出することが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、物体の位置を検出するレーダと、自車両の周辺を撮像する撮像手段と、レーダにより検出された物体の検出点から第１の物体候補点群を抽出する第１の物体候補点群抽出手段と、第１の物体候補点群抽出手段により抽出された第１の物体候補点群と撮像手段により撮像された画像に基づき、第１の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第１の検出領域を設定する第１の検出領域設定手段と、第１の物体候補点群のうち第１の検出領域内に位置する検出点を抽出し、抽出した検出点に基づき物体を検出する第１の物体検出手段と、第１の物体候補点群のうち第１の検出領域内に位置しない検出点を第２の物体候補点群として抽出する第２の物体候補点群抽出手段と、第２の物体候補点群抽出手段により抽出された第２の物体候補点群と撮像手段により撮像された画像に基づき、第２の検出領域を設定する第２の検出領域設定手段と、第２の物体候補点群のうち第２の検出領域内に位置する検出点を抽出し、抽出した検出点に基づき物体を検出する第２の物体検出手段と、を備えて構成されている。

この発明によれば、第１の物体候補点群抽出手段により抽出された第１の物体候補点群に対し、第１の物体候補点群の分布幅より小さい幅を有する第１の検出領域を設定し、この第１の検出領域内に位置する検出点を抽出し、抽出した検出点のみを対象として物体の検出を行う。そして、第１の検出領域内に位置しない検出点を第２の物体候補点群として抽出し、第１の物体候補点群と同様な処理を行う。このように第１又は第２の物体候補点群の全体についてではなく、これらの物体候補点群の一部の検出点を対象として体の検出を行っているので、複数の物体が近接している場合であっても各物体を精度良く検出することが可能となる。

また本発明に係る物体検出装置において、第１の検出領域設定手段は、第１の物体候補点群と撮像手段により撮像された画像に基づき第１の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第１の矩形領域を生成し、自車両から第１の矩形領域の左右端を通る方位直線を求めることにより、第１の検出領域を設定し、第２の検出領域設定手段は、第２の物体候補点群と撮像手段により撮像された画像に基づき第２の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第２の矩形領域を生成し、自車両から第２の矩形領域の左右端を通る方位直線を求めることにより、第２の検出領域を設定することが好適である。

この場合にあっては、レーザにより検出された物体の検出点と撮像された物体の画像とを対応付けることが可能となるので、第１の検出領域と第２の検出領域を高精度に設定することができる。

本発明に係る物体検出装置において、第１の検出領域と第２の検出領域とは、それぞれ第１の物体候補点群の一端又は第２の物体候補点群の一端を含むことが好適である。

この場合にあっては、第１又は第２の物体候補点群の一端から他端に向けて物体検出の処理を順次行っていくことにより、検出処理の効率を向上することができる。

また本発明に係る物体検出装置において、第１の物体候補点群のうち第１の検出領域内に位置する検出点又は第２の物体候補点群のうち第２の検出領域内に位置する検出点に基づいて、物体の位置情報を算出する位置情報算出手段を更に備えることが好適である。

この場合にあっては、複数の物体が近接している場合であっても、各物体の位置を精度良く算出することが可能となる。

本発明によれば、複数の物体が近接している場合であっても各物体を精度良く検出することができる物体検出装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、本発明に係る物体検出装置を車両に搭載される歩行者検出装置に適用したものである。

図１は、本発明の実施形態に係る歩行者検出装置の概略構成図である。この歩行者検出装置１は、車両周辺の歩行者の位置を検出し、検出した歩行者の位置情報を衝突防止などの運転支援装置に提供する。検出方向として、車両の全周方向でもよく、あるいは前方、側方、後方などの目的に応じた方向だけでもよい。

図１に示すように、歩行者検出装置１は、レーザレーダ２、カメラ３、運転支援ＥＣＵ４及び制動部５を備えて構成されている。レーザレーダ２は、例えば車両前部に取り付けられ、車両の前方の歩行者の位置情報を検出する。具体的には、このレーザレーダ２は、一定周期で繰り返してレーザ光を前方に照射し、その反射光を検出することにより歩行者の位置情報を検出する。

また、レーザレーダ２は、所定角度（例えば０．８度）毎に上下左右方向に向きを変えながらレーザ光を照射している。このため、レーザレーダ２では、自車両に対して所定範囲内に位置する歩行者を検出し、複数の検出点が得られる。そして、このレーザレーダ２は、検出された複数の検出点を運転支援ＥＣＵ４に送信する。

カメラ３は、自車両の周辺を撮像する撮像手段として機能している。このカメラ３は、例えばＣＣＤカメラであり、車両の前部中央に配置されている。カメラ３は、車両の前方に位置する歩行者を撮像し、撮像した画像信号を運転支援ＥＣＵ４に送信する。

運転支援ＥＣＵ４は、車両全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。この運転支援ＥＣＵ４は、レーザレーダ２及びカメラ３に接続され、レーザレーダ２から送信される歩行者の検出点を取得すると共に、カメラ３から送信される撮像画像を取得する。

制動部５は、例えば車両のブレーキ制御を行うものであり、歩行者と衝突すると判断される場合に運転支援ＥＣＵ４から制御信号を受けて車両の強制的な制動を実行し、自車両を減速させる。

運転支援ＥＣＵ４は、歩行者候補点群抽出部４１、検出領域設定部４２、及び歩行者検出部４３を備えている。歩行者候補点群抽出部４１は、特許請求の範囲に記載の第１の物体候補点群抽出手段として機能する。具体的には、この歩行者候補点群抽出部４１は、レーザレーダ２に接続され、レーザレーダ２により検出された複数の歩行者の検出点を取得し、その検出点をグルーピング処理することにより、第１の歩行者候補点群を抽出する。

また、歩行者候補点群抽出部４１は、特許請求の範囲に記載の第２の物体候補点群抽出手段として機能する。すなわち、歩行者候補点群抽出部４１は、第１の歩行者候補点群のうち、後述する第１の検出領域内に位置しない検出点を第２の歩行者候補点群として抽出する。

検出領域設定部４２は、特許請求の範囲に記載の第１の検出領域設定手段として機能する。具体的には、この検出領域設定部４２は、歩行者候補点群抽出部４１により抽出された第１の歩行者候補点群とカメラ３により撮像された歩行者の画像に基づき、第１の歩行者候補点群の分布幅より小さい幅を有する第１の検出領域を設定する。

また、検出領域設定部４２は、特許請求の範囲に記載の第２の検出領域設定手段として機能する。具体的には、検出領域設定部４２は、歩行者候補点群抽出部４１により抽出された第２の歩行者候補点群とカメラ３により撮像された歩行者の画像に基づき、第２の歩行者候補点群の分布幅より小さい幅を有する第２の検出領域を設定する。

歩行者検出部４３は、特許請求の範囲に記載の第１の物体検出手段として機能する。すなわち、この歩行者検出部４３は、第１の歩行者候補点群のうち第１の検出領域内に位置する検出点を抽出し、その抽出した検出点に基づいて歩行者を検出する。また、歩行者検出部４３は、特許請求の範囲に記載の第２の物体検出手段として機能する。すなわち、歩行者検出部４３は、第２の歩行者候補点群のうち第２の検出領域内に位置する検出点を抽出し、その抽出した検出点に基づいて歩行者を検出する。

また、運転支援ＥＣＵ４は、位置情報算出部４４を備える。この位置情報算出部４４は、第１の検出領域内に位置する検出点又は第２の検出領域内に位置する検出点に基づいて、歩行者の位置情報をそれぞれ算出する。

次に、本実施形態に係る歩行者検出装置１の動作について説明する。図２は、本実施形態に係る歩行者検出装置の動作を示すフローチャートである。図３は、歩行者検出装置の動作を説明するための図である。以下の説明において、図３（ａ）に示すように３名の歩行者Ｍ１〜Ｍ３が近接している状態を想定して説明する。

図２に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定の周期（例えば、１００〜１０００ｍｓ）で繰り返し実行される。初めに、Ｓ１０の処理では、検出点の取得が行われる。このとき、歩行者候補点群抽出部４１は、レーザレーダ２により検出された複数の歩行者の検出点を取得する。

Ｓ１０の処理に続くＳ１１の処理では、グルーピング処理が行われる。このとき、歩行者候補点群抽出部４１は、Ｓ１０の処理で取得した複数の歩行者の検出点に対しグルーピング処理を行い、第１の歩行者候補点群Ｌ１を抽出する。グルーピング手法として、例えば２個の検出点間の距離が閾値未満の場合にはその２個の検出点を同じグループとする。図３に示す例では、レーザレーダ２により検出された複数の検出点がグルーピング処理され結果、検出点Ｐ１〜Ｐ９からなる第１の歩行者候補点群Ｌ１が抽出される。

Ｓ１１の処理に続くＳ１２の処理では、水平面上座標変換が行われる。このとき、第１の歩行者候補点群Ｌ１の検出点Ｐ１〜Ｐ９は、カメラ３のレンズ中心を原点とした水平面上の対応位置に座標変換される。

Ｓ１２の処理に続くＳ１３の処理では、撮像画像の取得が行われる。このとき、検出領域設定部４２は、カメラ３で撮像された歩行者の画像を取得する。図３に示す例では、歩行者Ｍ１〜Ｍ３の画像が取得される。

Ｓ１３の処理に続くＳ１４の処理では、画像上座標変換が行われる。このとき、第１の歩行者候補点群の検出点Ｐ１〜Ｐ９は、Ｓ１２の処理で取得された画像上の対応位置に座標変換される（図３（ａ）参照）。

Ｓ１４の処理に続くＳ１５の処理では、矩形領域の生成が行われる。このとき、処理領域設定部４２は、Ｓ１４の処理で座標変換された検出点Ｐ１〜Ｐ９に基づき、第１の歩行者候補点群Ｌ１の分布幅よりも小さい幅を有する矩形領域を生成する。図３（ｂ）に示すように、検出点Ｐ１〜Ｐ３を含む第１の矩形領域Ｓ１が生成される。

Ｓ１５の処理に続くＳ１６の処理では、画像認識が行われる。このとき、処理領域設定部４２は、検出点Ｐ１〜Ｐ３が存在する場所に歩行者の画像を検索し、歩行者Ｍ１の画像の認識を実施する。歩行者の画像の検索手法として、例えば、予め用意された所定の歩行者画像テンプレートとのマッチングにより行う。

Ｓ１６の処理に続くＳ１７の処理では、矩形領域左右端の位置決定が行われる。このとき、処理領域設定部４２は、歩行者Ｍ１であると認識できた第１の矩形領域Ｓ１の左右端ａ１，ａ２の位置を決定する。

Ｓ１７の処理に続くＳ１８の処置では、水平面上座標変換が行われる。このとき、第１の矩形領域Ｓ１の左右端ａ１，ａ２の位置の座標変換が実施される。具体的には、第１の矩形領域Ｓ１の左右端の位置ａ１，ａ２の左右方向の位置が求められ、この左右端ａ１，ａ２の位置が、検出点Ｐ１〜Ｐ９と同一座標軸上であってカメラ３のレンズ中心を原点とした水平面上の対応位置に座標変換される。

図４は、水平面上の位置関係を示す図である。図４に示すように、撮像画像Ｇが自車両Ｃと歩行者Ｍ１〜Ｍ３との間であって、カメラ３の倍率設定等により定まる所定位置に配置されたものとして、座標変換が行われる。なお、図４では、分かり易くするために撮像画像Ｇを立体的に傾斜させて示している。

Ｓ１８の処理に続くＳ１９の処置では、方位直線の算出が行われる。このとき、処理領域設定部４２は、Ｓ１８の処理で座標変換が行われた第１の矩形領域Ｓ１の左右端ａ１，ａ２の方位直線ｂ１，ｂ２を算出する。図４に示すように、この方位直線ｂ１，ｂ２の算出処理では、座標軸の原点であるカメラ３のレンズ中心Ｏと、第１の矩形領域Ｓ１の左右端の位置ａ１，ａ２とを通る直線が算出される。そして、この算出された直線が、方位直線ｂ１，ｂ２とされる。

Ｓ１９の処理に続くＳ２０の処理では、検出領域の設定が行われる。このとき、処理領域設定部４２は、Ｓ１９の処理で算出された方位直線ｂ１と方位直線ｂ２により挟まれる領域を第１の検出領域Ｔとして設定する。

Ｓ２０の処理に続くＳ２１の処理では、検出点が検出領域に位置するか否かの判定が行われる。このとき、歩行者検出部４３は、第１の歩行者候補点群Ｌ１を構成する検出点Ｐ１〜Ｐ９が第１の検出領域Ｔ内に位置するか否かを判定する。検出点が第１の検出領域Ｔ内に位置すると判定された場合に、処理がＳ２２に進む。検出点Ｐ１〜Ｐ９のうち検出点Ｐ１〜Ｐ３は、第１の検出領域Ｔ内に位置するので、検出点Ｐ１〜Ｐ３は抽出され、Ｓ２２の処理が行われる。一方、検出点が第１の検出領域Ｔ内に位置しないと判定された場合に、処理がＳ１４に戻る。

Ｓ２２の処理では、重心位置の求めが行われる。このとき、位置情報算出部４４は、Ｓ２１の処理で抽出された検出点Ｐ１〜Ｐ３に基づいて、重心位置を算出する。

Ｓ２２の処理に続くＳ２３の処理では、歩行者位置の算出が行われる。このとき、位置情報算出部４４は、Ｓ２２の処理で算出された重心位置に基づいて歩行者位置を算出する。これにより、歩行者Ｍ１が検出される。

Ｓ２１の処理では、検出点Ｐ１〜Ｐ９のうち検出点Ｐ４〜Ｐ９が第１の検出領域Ｔ内に位置しないので、これらの検出点Ｐ４〜Ｐ９は第２の歩行者候補点群Ｌ２として抽出される（図３（ｃ）参照）。そして、この第２の歩行者候補点群Ｌ２は、同様にＳ１４〜Ｓ２３の処理が実施される。図３（ｃ）に示すように、検出点Ｐ４〜Ｐ９は、画像上座標変換の処理（Ｓ１４）が行われ、検出点Ｐ４〜Ｐ６を含む第２の矩形領域Ｓ２が生成される（Ｓ１５）。更に、Ｓ１６〜Ｓ２３の処理が行われ、歩行者Ｍ２が検出される。

なお、第１の矩形領域Ｓ１と第２の矩形領域Ｓ２とは、それぞれ第１の歩行者候補点群Ｌ１の一端又は第２の歩行者候補点群Ｌ２の一端を含む領域であることが好ましい。この場合にあっては、第１の歩行者候補点群Ｌ１又は第２の歩行者候補点群Ｌ２の一端から他端に向けて歩行者検出の処理を順次行っていくことにより、検出処理の効率を向上することができる。

第２の歩行者候補点群Ｌ２を構成する検出点Ｐ４〜Ｐ９のうち、検出点Ｐ７〜Ｐ９が第２の検出領域内に位置しないので、これらの検出点Ｐ７〜Ｐ９は第３の歩行者候補点群Ｌ３として抽出される（図３（ｄ）参照）。そして、この第３の歩行者候補点群Ｌ３は、第２の歩行者候補点群Ｌ２と同様にＳ１４〜Ｓ２３の処理が実施される。図３（ｄ）に示すように、検出点Ｐ７〜Ｐ９は、画像上へ座標変換の処理が行われ（Ｓ１４）、検出点Ｐ７〜Ｐ９を含む第３の矩形領域Ｓ３が生成される（Ｓ１５）。更に、Ｓ１６〜Ｓ２３の処理が行われ、歩行者Ｍ３が検出される。そして、すべての検出点に対し処理を終えたら、一連の制御処理を終了する。

本実施形態に係る歩行者検出装置１によれば、歩行者検出点Ｐ１〜Ｐ９からなる第１の歩行者候補点群Ｌ１に対し、まず第１の歩行者候補点群Ｌ１の分布幅より小さい幅を有する第１の矩形領域Ｓ１を生成し、この第１の矩形領域Ｓ１を利用して第１の検出領域Ｔを設定する。そして、第１の検出領域Ｔ内に位置する検出点Ｐ１〜Ｐ３を抽出し、抽出した検出点Ｐ１〜Ｐ３のみを対象として歩行者Ｍ１の検出を行う。

次に、第１の検出領域Ｔ内に位置しない検出点Ｐ４〜Ｐ９を第２の歩行者候補点群Ｌ２として抽出し、第１の歩行者候補点群Ｌ１と同様な処理を行うことにより歩行者Ｍ２を検出する。更に、第２の検出領域内に位置しない検出点Ｐ７〜Ｐ９を第３の歩行者候補点群Ｌ３として抽出し、第２の歩行者候補点群Ｌ２と同様な処理を行うことにより歩行者Ｍ３を検出する。このように第１又は第２の歩行者候補点群Ｌ１，Ｌ２の全体についてではなく、これらの歩行者候補点群の一部の検出点を対象として抽出し歩行者の検出を行っているので、複数の歩行者Ｍ１〜Ｍ３が近接している場合であっても各歩行者を精度良く検出することが可能となる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る物体検出装置の一例を説明したものであり、本発明に係る物体検出装置は実施形態に記載したものに限定されるものではない。本発明に係る物体検出装置は、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、上記の実施形態では、自車両の前方の互いに近接する歩行者Ｍ１〜Ｍ３について説明を行ったが、自車両の側方や後方の互いに近接する歩行者にも適用される。また、上記実施形態では、レーダの例として、レーザレーダを用いて説明したが、ミリ波レーダなどでもよい。

本発明の実施形態に係る歩行者検出装置の概略構成図である。 本実施形態に係る歩行者検出装置の動作を示すフローチャートである。 歩行者検出装置の動作を説明するための図である。 水平面上の位置関係を示す図である。

符号の説明

１…歩行者検出装置（物体検出装置）、２…レーザレーダ、３…カメラ（撮像手段）、４…運転支援ＥＣＵ、４１…歩行者候補点群抽出部、４２…検出領域設定部、４３…歩行者検出部、４４…位置情報算出部。

Claims (4)

1. 物体の位置を検出するレーダと、
   自車両の周辺を撮像する撮像手段と、
   前記レーダにより検出された前記物体の検出点から第１の物体候補点群を抽出する第１の物体候補点群抽出手段と、
   前記第１の物体候補点群抽出手段により抽出された前記第１の物体候補点群と前記撮像手段により撮像された画像に基づき、前記第１の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第１の検出領域を設定する第１の検出領域設定手段と、
   前記第１の物体候補点群のうち前記第１の検出領域内に位置する検出点を抽出し、抽出した検出点に基づき物体を検出する第１の物体検出手段と、
   前記第１の物体候補点群のうち前記第１の検出領域内に位置しない検出点を第２の物体候補点群として抽出する第２の物体候補点群抽出手段と、
   前記第２の物体候補点群抽出手段により抽出された前記第２の物体候補点群と前記撮像手段により撮像された画像に基づき、第２の検出領域を設定する第２の検出領域設定手段と、
   前記第２の物体候補点群のうち前記第２の検出領域内に位置する検出点を抽出し、抽出した検出点に基づき物体を検出する第２の物体検出手段と、
   を備えることを特徴とする物体検出装置。
2. 前記第１の検出領域設定手段は、前記第１の物体候補点群と前記撮像手段により撮像された画像に基づき前記第１の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第１の矩形領域を生成し、自車両から前記第１の矩形領域の左右端を通る方位直線を求めることにより、前記第１の検出領域を設定し、
   前記第２の検出領域設定手段は、前記第２の物体候補点群と前記撮像手段により撮像された画像に基づき前記第２の物体候補点群の分布幅よりも小さい幅を有する第２の矩形領域を生成し、自車両から前記第２の矩形領域の左右端を通る方位直線を求めることにより、前記第２の検出領域を設定する請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記第１の矩形領域と前記第２の矩形領域とは、それぞれ前記第１の物体候補点群の一端又は前記第２の物体候補点群の一端を含む請求項２に記載の物体検出装置。
4. 前記第１の物体候補点群のうち前記第１の検出領域内に位置する検出点又は前記第２の物体候補点群のうち前記第２の検出領域内に位置する検出点に基づいて、物体の位置情報を算出する位置情報算出手段を更に備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の物体検出装置。
   

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