JP2010179701A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反射強度が低い物標を精度良く移動物体として検出することが可能な物体検出装置を提供する。
【課題手段】物体検出装置１では、ミリ波レーダ２により、左側方及び右側方に電磁波が照射され、その反射強度の分布から複数の物標が検出され、レーダ用ＥＣＵ１により、自車両が走行するレーンに左側及び右側のそれぞれに隣接するレーンの有無が判定され、隣接レーンの有無に応じた抽出条件により、左側及び右側のそれぞれにおいて検出された物標から移動物体を抽出する。隣接レーンの有無により移動物体の抽出条件が変更されるので、反射強度が比較的低い二輪車や反射強度が高い四輪車を精度良く抽出することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の側方の移動物体を検出する物体検出装置に関するものである。

従来、自車両の側方の物標をレーダにより検出し、物標が検出された場合に運転者に警報を発したり、運転支援を行う装置が知られている。例えば、特許文献１には、自車両の側方から斜め後方にかけての物標を電磁波の照射により検出し、自車両に接近する物標を検出した場合に、その物標が存在する方向に車線変更しようとすると警報を発する装置が記載されている。

特開平８−１８５５９９号公報

電磁波の反射強度は物体により異なり、例えば二輪車等における電磁波の反射強度は、四輪車の反射強度よりも低い。また、ガードレール等の路側物も電磁波を反射し、その反射強度は、二輪車等と比較して同等程度か若しくはやや低い程度である。反射強度の大きい物標を移動物体として検出しようとすると、反射強度の低い二輪車等が路側物の反射に埋もれて検出されなかったり、誤検出が発生したりする等、精度良く検出することが困難である。

そこで、本発明の課題は、反射強度が低い物標を精度良く移動物体として検出することが可能な物体検出装置を提供することである。

本発明の物体検出装置は、自車両の側方に電磁波を発し、その反射強度に応じて物標を検出するレーダ手段と、自車両の左側と右側とのうち、レーダ手段により検出された物標の位置する側に、自車両が走行するレーンと隣接するレーンが存在するか否かを判定する隣接レーン判定手段と、レーダ手段により検出された物標から移動物体を抽出する物体抽出手段とを備え、物体抽出手段は、隣接レーン判定手段による判定結果に応じて移動物体を抽出する際の抽出条件を変更することを特徴とする。

自車両が走行するレーンの左側または右側に隣接レーンが存在しない場合には、その方向には四輪車等が走行している可能性は低い。一方、二輪車等における電磁波の反射強度は低く、ガードレール等の路側物の反射強度と比較して大きな差がない。本発明の物体検出装置では、隣接レーンの有無により移動物体の抽出条件が変更されるので、適切に移動物体の抽出が行われる。

また、好ましくは、物体抽出手段は、レーダ手段により検出された物標が位置する方向に隣接レーンが存在しない場合には、隣接レーンが存在する場合に比べて、反射強度の低い物標を移動物体として抽出しやすくすることを特徴とする。この場合には、隣接レーンが存在していない側方に存在する反射強度の低い移動物体をより精度良く検出することができる。従って、例えば二輪車といった反射強度の低い移動物体を精度よく検出することが可能となる。

また、好ましくは、物体抽出手段は、第１の閾値以上の反射強度を有する第１の物標群と、第１の閾値より小さい第２の閾値以上の反射強度を有し第１の物標群に含まれない第２の物標群とを分別し、隣接レーン判定手段による判定結果に応じて、移動物体を検出する際の第１の物標群と第２の物標群との優先度を変更することを特徴とする。この場合には、物標から移動物体を抽出するに際して、反射強度の異なる２つの物標群に対する優先度が隣接レーンの有無により変更されるので、より着目すべき物標を移動物体として抽出することが可能となる。

本発明によれば、反射強度が低い物標を精度良く移動物体として検出することが可能となる。その結果、検出された移動物体に応じて、適切な運転支援が可能となる。

本発明に係る物体検出装置の実施形態を示す概略構成図である。 レーダ用ＥＣＵにより実行される物体検出の処理手順を示したフローチャートである。 レーダ用ＥＣＵにより実行される隣接レーン判定の処理手順の詳細を示したフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明に係る物体検出装置の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。

図１は、本発明に係る物体検出装置の実施形態を示す概略構成図である。物体検出装置１は、車両の側方に存在する移動物体を検出する装置である。物体検出装置１は、ミリ波レーダ２、レーダ用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３、カーナビゲーション装置４及び車速センサ５を備える。レーダ用ＥＣＵ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェース等からなるコンピュータにより構成される。物体検出装置１により検出された移動物体に関する情報は、レーダ用ＥＣＵ３からメインＥＣＵ６に送出される。メインＥＣＵ６は、移動物体に関する情報に基づいて種々の判断を行い、運転支援部７によりドライバに対する運転支援を行ったり、警報部８によりドライバに対して警報を発したりする。メインＥＣＵ６も、レーダ用ＥＣＵ３と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力インターフェース等からなるコンピュータにより構成される。

ミリ波レーダ２は、自車両の側方に電磁波を照射し、その反射波の反射強度の分布から物標を検出する装置である。ミリ波レーダ２は、自車両から見た物標の方位、自車両から物標までの距離、自車両に対する物標の相対速度といった情報を取得することができる。ミリ波レーダ２は、自車両の左側及び右側のそれぞれに備えられ、物標の検出は、左側方及び右側方のそれぞれについて行われる。ミリ波レーダ２は、検出した物標に関する情報をレーダ用ＥＣＵ３に送出する。

カーナビゲーション装置４は、ＧＰＳから得られる自車両の位置情報及び地図データに基づいて、自車の現在位置や走行方向の検出及び目的地までの経路案内などを行う装置である。ここでは、カーナビゲーション装置４は、走行中の道路において自車両が走行するレーンに関する走行レーン情報を取得する。走行レーン情報は、例えば複数のレーンからなる道路を走行している場合に、自車両はどのレーンにいるのか、といった情報である。即ち、走行レーン情報に基づいて、自車両が走行するレーンに隣接するレーンの有無を判定することができる。カーナビゲーション装置４は、走行レーン情報をレーダ用ＥＣＵ３に送出する。

車速センサ５は、自車の速度を検出し、検出した速度を速度情報としてレーダ用ＥＣＵ３に送出する。また、カーナビゲーション装置４及び車速センサ５により取得された種々の情報は、メインＥＣＵ６にも送出される。

レーダ用ＥＣＵ３は、ミリ波レーダ２により検出された複数の物標から、所定数の物標を移動物体として抽出し、抽出した移動物体に関する情報をメインＥＣＵ６に送出する。ここで、メインＥＣＵ６に送出される移動物体の情報を所定数に限定することにより、レーダ用ＥＣＵ３とメインＥＣＵ６との間の通信容量またはメインＥＣＵ６の処理に対する負荷が軽減される。メインＥＣＵ６は、レーダ用ＥＣＵ３により適切に抽出された移動物体に関する情報に基づいて、種々の判断及び処理を行うことができる。

次に、図２を用いて、物体検出装置１により行われる処理内容を説明する。図２は、レーダ用ＥＣＵ３により実行される物体検出の処理手順を示したフローチャートである。なお、以下に説明する処理手順は、自車両の右側方及び左側方のそれぞれについて実行されるものである。

まず、ステップＳ１において、ミリ波レーダ２が、自車両の側方に電磁波を照射し、その反射波の反射強度の分布から物標を検出する。ここで実行される物標の検出は、反射強度に関する閾値として、高閾値Ｔｈ１（第１の閾値）及び低閾値Ｔｈ２（第２の閾値）の２種類の閾値により行われる。従って、ここで検出された複数の物標を、高閾値Ｔｈ１により抽出される第１の物標群と、低閾値Ｔｈ２により抽出され高閾値Ｔｈ１により抽出されない第２の物標群とに分類することができる。高閾値Ｔｈ１より低閾値Ｔｈ２の方が小さいので、第１の物標群と比較して第２の物標群には反射強度の低い物標が含まれる。ここで、第１の物標群に含まれる物標は、四輪車である蓋然性が高いと考えられ、第２の物標群に含まれる物標は、二輪車である蓋然性が高いと考えられる。なお、物標の検出は、左側方及び右側方のそれぞれについて行われる。ミリ波レーダ２は、各物標に関する情報を、物標までの距離、自車両に対する物標の相対速度、第１または第２のいずれの物標群に含まれるか、といった情報と共にレーダ用ＥＣＵ３に送出する。

続くステップＳ２では、ミリ波レーダ２から取得した物標を、複数のグループに分類する。まず、取得した全ての物標を静止物、接近車両、死角車両及び離反車両に分類する。この分類は、車速センサ５により取得される自車両の速度と各物標の相対速度とに基づいて行われる。静止物には、自車両の速度と相対速度とにより求められる物標の絶対速度がゼロである物標が分類される。接近車両には、自車両に対する相対速度が正の値である物標が分類される。死角車両には、自車両に対する相対速度がゼロである物標が分類される。離反車両には、自車両に対する相対速度が負の値である物標が分類される。ここで、死角車両と接近車両に関する情報を自車両における運転支援等の判断に用いることが有効であるので、ステップＳ１で行った分類と併せて、取得した物標を以下の４つのグループに分類する。
・グループＡ： 死角車両、第１の物標群
・グループＢ： 接近車両、第１の物標群
・グループＣ： 死角車両、第２の物標群
・グループＤ： 接近車両、第２の物標群
なお、物標の分類は、左側方で検出した物標と右側方で検出した物標とのそれぞれについて行われる。

一方、ステップＳ３では、自車両が走行するレーンの左側及び右側のそれぞれの方向に隣接するレーンの有無を判定する。例えば、片側３車線の道路において最も左側のレーンを走行している場合には、自車両の左側には隣接レーンは存在せず、右側には隣接レーンは存在する。この隣接レーンの有無の判定処理については後述する。

ステップＳ４では、ステップＳ３における隣接レーンの有無の判定により処理手順を分岐する。隣接レーンが存在しないと判定した場合には、処理手順はステップＳ５に進められ、隣接レーンが存在すると判定した場合には、処理手順はステップＳ６に進められる。より具体的には、自車両の右側方に隣接レーンが存在しないと判定した場合には、右側方において検出した物標群に対してステップＳ５に示す処理が行われ、自車両の右側方に隣接レーンが存在すると判定した場合には、右側方において検出した物標群に対してステップＳ６に示す処理が行われる。一方、自車両の左側方に隣接レーンが存在しないと判定した場合には、左側方において検出した物標群に対してステップＳ５に示す処理が行われ、自車両の左側方に隣接レーンが存在すると判定した場合には、左側方において検出した物標群に対してステップＳ６に示す処理が行われる。

ステップＳ５では、低閾値Ｔｈ２により抽出された第２の物標群に含まれる物標を第１の物標群よりも優先して移動物体として抽出する。自車両が走行するレーンに隣接レーンが存在しない場合には、自車両の側方に四輪車等が走行している可能性は低い。一方、二輪車等における電磁波の反射強度は低く、ガードレール等の路側物の反射強度と比較して大きな差がない。このため、低閾値Ｔｈ２により抽出された物標群から移動物体を抽出することにより、二輪車等の反射強度の低い移動物体を精度良く検出することができる。具体的には、移動物体として抽出してメインＥＣＵ６に送出することのできる物標の数は、通信容量により制限され所定数に限られているので、上記のグループＡ〜Ｄの優先順位を、Ｃ、Ｄ、Ａ、Ｂとして、上位のグループに含まれる物標を優先して移動物体として抽出する。ここで、運転支援等の判断には、接近車両よりも死角車両の方を優先して用いることがより有効であるので、グループＣ及びグループＡの順位はそれぞれ、グループＤ及びグループＢよりも上位になっている。

なお、グループＣ及びグループＤに含まれる物標だけで、メインＥＣＵ６に送出することのできる物標の所定数が満たされた場合であっても、グループＡ及びグループＢに含まれる物標から少なくとも１つの物標を移動物体として抽出することが好ましい。これにより、自車両から見て隣接レーンが存在しないと判定された側方に、例えば四輪車といった反射強度の高い移動物体が存在した場合であっても、この移動物体が未検出となることが防止される。

ステップＳ６では、高閾値Ｔｈ１により抽出された第１の物標群に含まれる物標を第２の物標群よりも優先して移動物体として抽出する。具体的には、例えば、上記のグループＡ〜Ｄの優先順位を、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄとして、上位のグループに含まれる物標を優先して移動物体として抽出する。なお、ステップＳ５と同様に、グループＡ及びグループＢに含まれる物標だけで、メインＥＣＵ６に送出することのできる物標の所定数が満たされた場合であっても、グループＣ及びグループＤに含まれる物標から少なくとも１つの物標を移動物体として抽出することが好ましい。これにより、自車両から見て隣接レーンが存在しないと判定された側方に、例えば二輪車といった反射強度の低い移動物体が存在した場合であっても、この移動物体が未検出となることが防止される。

続いて、図３を用いて、図２のステップＳ３における隣接レーン判定の処理内容を説明する。図３は、レーダ用ＥＣＵ３により実行される隣接レーン判定の処理手順の詳細を示したフローチャートである。

まず、ステップＳ３１において、カーナビゲーション装置４から走行レーン情報を取得する。走行レーン情報には、自車両が走行している道路のレーン数及び複数のレーンからなる道路を走行している場合に、自車両はどのレーンにいるのか、といった情報が含まれている。レーダ用ＥＣＵ３は、走行レーン情報に基づいて、自車両が走行するレーンに隣接するレーンの有無を判定することができる。

続くステップＳ３２において、ステップＳ３１において取得した走行レーン情報に基づいて隣接レーンの有無を判定する。隣接レーンが無いと判定された場合には、処理手順はステップＳ３３に進められ、隣接レーンが有ると判定された場合には、処理手順はステップＳ３６に進められる。

次に、ステップＳ３３において、図２に示すフローチャートのステップＳ２において静止物として分類した物標を抽出して、自車両から当該物標までの距離といった物標に関する情報と共に取得する。

続くステップＳ３４において、抽出した静止物が一定以上の区間にわたって存在する連続路側物であるか否かを判定する。ミリ波レーダ２による物標の検出は自車両の走行中に所定時間間隔で行われるので、同様の物標が一定回数以上連続して検出された場合には、その物標は連続路側物であると判定される。このように、連続して路側に存在する物体としては、例えばガードレールが挙げられる。さらに、自車両からその静止物までの距離が所定の距離以下であるか否かを判定する。ここで、所定の距離としては、例えば一車線の幅に相当する長さが用いられる。静止物が連続路側物であり、自車両から静止物までの距離が所定の距離以下であると判定された場合には、ガードレール等の物体が自車両から一車線以下の距離に連続して存在することとなるので、隣接レーンが存在しない可能性が高い。

従って、静止物が連続路側物であり、自車両から静止物までの距離が所定の距離以下であると判定された場合には、ステップＳ３５において、隣接レーンが存在しないと判定する。一方、静止物が連続路側物ではない、または自車両から静止物までの距離が所定の距離よりも長い場合には、ステップＳ３６において、隣接レーンが存在すると判定する。なお、以上説明した隣接レーン判定は、自車両の右側方及び左側方のそれぞれについて行われる。

図２のステップＳ４において隣接レーンが存在しないと判定されると、高閾値Ｔｈ１と比較して誤検出が増加する低閾値Ｔｈ２に基づいて物標の抽出を行うこととなるので、図３において説明した隣接レーン判定の処理では、判定精度を向上するために、カーナビゲーション装置４から得られる走行レーン情報に基づく判定と、ミリ波レーダ２から得られ静止物に分類される物標に基づく判定とが行われ、両判定において隣接レーンが存在しないと判定した場合にのみ、隣接レーンが存在しないと判定することとしている。これにより、隣接レーンの有無の判定を適切に行うことができる。

以上において、ミリ波レーダ２及びレーダ用ＥＣＵ３のステップＳ１は、自車両の側方に電磁波を発し、その反射強度の分布から物標を検出するレーダ手段を構成する。ミリ波レーダ２、カーナビゲーション装置４、車速センサ５、レーダ用ＥＣＵ３のステップＳ３は、自車両が走行するレーンに隣接するレーンの有無を判定する隣接レーン判定手段を構成する。車速センサ５、レーダ用ＥＣＵ３のステップＳ２、Ｓ４〜Ｓ６は、レーダ手段により検出された物標から所定の閾値以上の反射強度を有する物標を移動物体として抽出する物体抽出手段を構成する。

なお、以上説明した物体検出装置の実施形態では、レーダ用ＥＣＵ３が検出された複数の物標から所定数の物標を移動物体として抽出し、抽出した移動物体に関する情報をメインＥＣＵ６に送出することとしているが、メインＥＣＵ６がミリ波レーダ２により検出されたすべての物標に関する情報を取得し、取得した物標から所定数の物標を移動物体として抽出し、抽出した移動物体に関する情報に基づいて種々の判断及び処理を実行することとしてもよい。この場合でも、メインＥＣＵ６は、所定数の物標を移動物体として抽出した後に各種の判断処理を行い運転支援等を実行するので、メインＥＣＵ６における各種判断処理における処理負荷が軽減される。

以上のように本実施形態にあっては、ミリ波レーダ２により側方に電磁波を発し、反射強度の分布から物標を検出し、自車両が走行するレーンからみて物標を検出した側方に隣接レーンが存在しない場合には、自車両の側方に四輪車等が走行している可能性は低いので、高閾値Ｔｈ１より小さい低閾値Ｔｈ２により検出された物標を優先して移動物体として抽出する。このため、自車両から見て隣接するレーンが存在していない側方に存在する反射強度の低い二輪車等の移動物体を精度良く検出することが可能となる。

１…物体検出装置、２…ミリ波レーダ（レーダ手段、隣接レーン判定手段、物体抽出手段）、３…レーダ用ＥＣＵ（隣接レーン判定手段、物体抽出手段）、４…カーナビゲーション装置（隣接レーン判定手段）、５…車速センサ（物体抽出手段）、６…メインＥＣＵ、７…運転支援部、８…警報部。

Claims (3)

1. 自車両の側方に電磁波を発し、その反射強度に応じて物標を検出するレーダ手段と、
   自車両の左側と右側とのうち、前記レーダ手段により検出された物標の位置する側に、自車両が走行するレーンと隣接するレーンが存在するか否かを判定する隣接レーン判定手段と、
   前記レーダ手段により検出された物標から移動物体を抽出する物体抽出手段と
   を備え、
   前記物体抽出手段は、
   前記隣接レーン判定手段による判定結果に応じて移動物体を抽出する際の抽出条件を変更すること
   を特徴とする物体検出装置。
2. 前記物体抽出手段は、
   前記レーダ手段により検出された物標が位置する方向に隣接レーンが存在しない場合には、隣接レーンが存在する場合に比べて、反射強度の低い物標を移動物体として抽出しやすくすること
   を特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記物体抽出手段は、
   第１の閾値以上の反射強度を有する第１の物標群と、前記第１の閾値より小さい第２の閾値以上の反射強度を有し前記第１の物標群に含まれない第２の物標群とを分別し、前記隣接レーン判定手段による判定結果に応じて、移動物体を検出する際の前記第１の物標群と前記第２の物標群との優先度を変更すること
   を特徴とする請求項１または２に記載の物体検出装置。

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