JP2012242181A - Detection device and method - Google Patents

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Shunsuke Kamijo
俊介 上條
Shoma Hisaka
翔馬 日坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection device and a detection method which can effectively obtain a positional relation with an object without requiring a communication infrastructure.SOLUTION: A detection device for detecting the position of an emission source of a radio wave comprises: a plurality of antennas (101 to 104); a plurality of receiving units (201 to 204) which respectively receive the radio wave from the emission source through the plurality of antennas; a calculation unit (300) which calculates relative values of respective reception intensities of the radio wave respectively received by the receiving units, normalizes the relative values and outputs the same as observation values; and a determination unit (400) which determines the position of the emission source on the basis of the observation values.

Description

本発明は、電波の発信源の位置を検出するための検出装置及び検出方法に関する。   The present invention relates to a detection apparatus and a detection method for detecting the position of a radio wave transmission source.

現在、日本では、交通事故の約40%が交差点付近で発生しており、重大な社会問題となっている。交差点における事故の大半は、右左折時における巻き込み事故や対面衝突であり、運転者の認知の遅れや死角(NLOS:non-line of sight)からの飛び出しが主な原因である。従って、死角に存在する歩行者などの対象を検知して運転者に警報を発することにより、運転者による車両の運転を支援するための研究が進められている。   Currently, about 40% of traffic accidents occur in the vicinity of intersections in Japan, which is a serious social problem. Most of the accidents at intersections are entanglement accidents and face-to-face collisions at the time of turning left and right, mainly due to delayed recognition of drivers and jumping out of the blind spot (NLOS: non-line of sight). Therefore, research for assisting the driver in driving the vehicle by detecting an object such as a pedestrian in the blind spot and issuing an alarm to the driver is underway.

例えば、J. Ibanez-Guzmanらは、GPSで得られた自車両の位置を車両間通信で互いに交換するための研究を行った。しかしながら、都市部におけるGPSの位置精度は、電波の乱反射や遮蔽によって低下することが知られている。自動車の場合には、ジャイロセンサやカーナビシステムの道路情報等を参照して位置補正を行うことができるため、位置精度を改善することはできるが、歩行者や自転車においては、そのような位置補正機能を利用することは難しく、交差点での事故を防止するためのアプリケーションにGPSの利用は適さない。   For example, J. Ibanez-Guzman et al. Conducted a study for exchanging the positions of own vehicles obtained by GPS with each other by inter-vehicle communication. However, it is known that the GPS position accuracy in urban areas decreases due to radio wave irregular reflection and shielding. In the case of an automobile, the position accuracy can be improved because the position correction can be performed by referring to the road information of the gyro sensor or the car navigation system. However, in the case of a pedestrian or a bicycle, such a position correction is possible. It is difficult to use the function, and the use of GPS is not suitable for an application for preventing an accident at an intersection.

また、現在のところ、GPSにより得られる位置精度は10〜数10メートルに留まり、この種のアプリケーションに必要とされる位置精度を得ることができない。GPSの位置精度を改善するための手段として準天頂衛星が注目されているが、都市部では同時に4つ以上の衛星信号を受信することができる時間帯は限られるため、この種のアプリケーションにおいては、事実上、準天頂衛星による位置精度の改善を期待することはできない。   At present, the position accuracy obtained by GPS is only 10 to several tens of meters, and the position accuracy required for this type of application cannot be obtained. The quasi-zenith satellite is attracting attention as a means to improve the position accuracy of GPS. However, in urban areas, the time zone in which four or more satellite signals can be received simultaneously is limited. In fact, it is not possible to expect an improvement in position accuracy by the quasi-zenith satellite.

GPSに代わるシステムとして、車載のカメラ、レーダ、ライダ(LIDAR)を用いて対象を検知する車載システムが挙げられる。例えば、P. GeismannらやY. Huangらは、ステレオカメラを用いて測定される深度情報をもとに歩行者を検出して運転支援を行うシステムを提案した。また、本願発明者らは、車載単眼カメラを用いた歩行者検出技術を提案した。この種の車載システムは、現在までに、ステレオカメラやミリ波センサを利用した前方衝突防止システムとして実用化されているものもある。   As an alternative to GPS, there is an in-vehicle system that detects an object using an in-vehicle camera, radar, and lidar (LIDAR). For example, P. Geismann et al. And Y. Huang et al. Proposed a system that supports driving by detecting pedestrians based on depth information measured using a stereo camera. The inventors of the present application have proposed a pedestrian detection technique using a vehicle-mounted monocular camera. To date, this type of in-vehicle system has been put into practical use as a forward collision prevention system using a stereo camera or a millimeter wave sensor.

しかしながら、GPSに代わる上述の車載システムによれば、インフラを必要とせず、車両内でシステムを完結させることができるものの、他の車両や建物等に視線を遮られることにより生じる死角領域に存在する対象を認識することはできない。また、この種の車載システムが対応できる状況は限られており、車両、自転車、歩行者による複合的な要因が存在する交差点での状況に有効に対応することは困難である。   However, according to the above-described in-vehicle system that replaces the GPS, the infrastructure is not required and the system can be completed in the vehicle, but it exists in a blind spot region that is caused by a line of sight being blocked by another vehicle or a building. The object cannot be recognized. In addition, the situation that this type of in-vehicle system can handle is limited, and it is difficult to effectively cope with the situation at the intersection where there are multiple factors by vehicles, bicycles, and pedestrians.

こうした死角に関する車載システムの欠点を補うためのシステムとして路車協調システムが挙げれる。この路車協調システムでは、5〜10メートル程度の高さに設置された路側センサにより、交差点へ接近する車両の位置および速度の計測や、横断歩道付近の歩行者の位置の検出等を行い、この路側センサにより得られた情報を路車間通信により各車両に提供する。これにより、各車両の運転者は自車両から死角となる領域に存在する対象を認識することができ、右折車両と直進車両との衝突事故や歩行者巻き込み事故等、交差点での事故の防止に貢献している。   A road-vehicle cooperation system is mentioned as a system for compensating for the drawbacks of the in-vehicle system related to such blind spots. In this road-vehicle cooperation system, the roadside sensor installed at a height of about 5-10 meters measures the position and speed of the vehicle approaching the intersection, detects the position of the pedestrian near the pedestrian crossing, etc. Information obtained by the roadside sensor is provided to each vehicle by road-to-vehicle communication. As a result, the driver of each vehicle can recognize an object existing in a blind spot from the own vehicle, and can prevent an accident at an intersection such as a collision accident between a right turn vehicle and a straight-ahead vehicle or a pedestrian accident. Contributing.

しかしながら、この路車協調システムによれば、十分な効果を得るためには路側センサをいくつも設置する必要があるため、前述の車載システムに比較して多大なコストを要し、また設置場所やコストの制約から、その導入がごく一部の大規模な交差点に限られている。   However, according to this road-vehicle cooperation system, in order to obtain a sufficient effect, it is necessary to install a number of road-side sensors. Due to cost constraints, the introduction is limited to a few large intersections.

上述した各種の従来技術が抱える欠点を解消する技術として、例えば特開2008−186274号公報(特許文献1)に開示された警戒対象検出装置がある。この装置によれば、歩行者等の警戒対象に備えられた発信源から送信される電波を、車両の前部と後部にそれぞれ配置されたアンテナにより受信する。そして、前部のアンテナでの受信強度と後部のアンテナでの受信強度とを比較することにより、警戒対象が車両の前方及び後方の何れに存在するのかを判定する。   As a technique for solving the drawbacks of the various conventional techniques described above, there is a warning target detection apparatus disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-186274 (Patent Document 1). According to this apparatus, the radio wave transmitted from the transmission source provided for the alert target such as a pedestrian is received by the antennas respectively disposed at the front part and the rear part of the vehicle. Then, by comparing the reception intensity at the front antenna and the reception intensity at the rear antenna, it is determined whether the alarm target exists in front of or behind the vehicle.

特開2008−186274号公報JP 2008-186274 A

しかしながら、上述の公開公報に開示された技術によれば、警戒対象が存在する方向を大まかに判定することはできるものの、その位置を特定することはできない。また、仮に発信源からの電波の受信信号強度に基づいて警戒対象までの距離を推定することができるとしても、電波の伝搬経路の環境変化、或いは発信源である送信機の送信出力の低下等により受信信号強度が変動すると、その警戒対象までの距離を正しく推定することができなくなる。従って、車両の運転者は、警戒対象の位置を把握することが困難になり、警戒対象に対して注意を有効に払うことができない。   However, according to the technique disclosed in the above-mentioned publication, although the direction in which the alert target exists can be roughly determined, the position cannot be specified. Moreover, even if the distance to the alert target can be estimated based on the received signal strength of the radio wave from the transmission source, the environmental change of the radio wave propagation path, the decrease in the transmission output of the transmitter as the transmission source, etc. If the received signal strength fluctuates, the distance to the alert target cannot be estimated correctly. Therefore, it becomes difficult for the driver of the vehicle to grasp the position of the alert target and cannot pay attention to the alert target effectively.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通信インフラを必要とせず、対象物との位置関係を有効に把握することを可能とする検出装置及び方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a detection apparatus and method that can effectively grasp the positional relationship with an object without requiring a communication infrastructure. .

上記課題を解決するために、本発明に係る検出装置は、電波の発信源の位置を検出するための検出装置であって、複数のアンテナと、前記複数のアンテナを介して前記発信源からの電波をそれぞれ受信する複数の受信手段と、前記複数の受信手段でそれぞれ受信された前記電波の各受信強度の組み合わせに基づいて前記発信源の位置を判定する判定手段と、を備えた検出装置の構成を有する。   In order to solve the above problems, a detection apparatus according to the present invention is a detection apparatus for detecting a position of a radio wave transmission source, and includes a plurality of antennas and a plurality of antennas from the transmission source via the plurality of antennas. A detecting device comprising: a plurality of receiving units that respectively receive radio waves; and a determination unit that determines a position of the transmission source based on a combination of reception strengths of the radio waves respectively received by the plurality of receiving units. It has a configuration.

上記検出装置において、前記判定手段は、前記複数の受信手段でそれぞれ受信された前記電波の各受信強度の相対値を演算し、該相対値の組み合わせを観測値とし、該観測値に基づいて前記発信源の位置を判定することを特徴とする。   In the detection device, the determination unit calculates a relative value of each reception intensity of the radio waves respectively received by the plurality of reception units, sets a combination of the relative values as an observation value, and based on the observation value, The position of the transmission source is determined.

上記検出装置において、前記相対値は、正規化された値であることを特徴とする。   In the above detection device, the relative value is a normalized value.

上記検出装置において、前記判定手段は、前記発信源の位置に対応する座標値と前記観測値に対応する参照値とが記述された参照テーブルを備え、前記観測値と前記参照テーブルに記述された参照値との間の相関を演算し、最も高い相関を示す参照値に対応する座標値から、前記発信源の位置を特定することを特徴とする。   In the detection apparatus, the determination unit includes a reference table in which a coordinate value corresponding to a position of the transmission source and a reference value corresponding to the observation value are described, and the determination value is described in the observation value and the reference table. The correlation with the reference value is calculated, and the position of the transmission source is specified from the coordinate value corresponding to the reference value showing the highest correlation.

上記検出装置において、前記参照値は、前記発信源が前記座標値で示される位置にあるときに前記観測値として得られるべき値に相当するものであることを特徴とする。   In the detection apparatus, the reference value corresponds to a value to be obtained as the observation value when the transmission source is at the position indicated by the coordinate value.

上記検出装置において、前記判定手段は、更に、前記発信源の位置の経時変化を追跡し、該経時変化に基づいて前記発信源の運動状況を判定することを特徴とする。   In the detection apparatus, the determination unit further tracks a change with time of the position of the transmission source, and determines a movement state of the transmission source based on the change with time.

上記検出装置において、当該検出装置が車両に搭載されると共に、前記車両の運動状況又は運転者による運転操作を検出するための手段と、前記発信源の位置に基づいて警報を発するための手段を更に備え、前記車両の運動状況又は前記運転者による運転操作を前記警報に反映させることを特徴とする。   In the above detection device, the detection device is mounted on a vehicle, and means for detecting the movement state of the vehicle or a driving operation by the driver, and means for issuing an alarm based on the position of the transmission source. Further, the present invention is characterized in that the movement state of the vehicle or the driving operation by the driver is reflected in the alarm.

本発明に係る検出方法は、電波の発信源の位置を検出するための検出方法であって、複数のアンテナを介して前記発信源からの電波をそれぞれ受信する段階と、前記複数の受信手段で受信された前記電波の各受信強度の組み合わせに基づいて前記発信源の位置を判定する段階と、を含む検出方法の構成を有する。   The detection method according to the present invention is a detection method for detecting the position of a radio wave transmission source, comprising: receiving each radio wave from the transmission source via a plurality of antennas; and Determining a position of the transmission source based on a combination of received strengths of the received radio waves.

また、本発明に係る検出方法は、電波の発信源の位置を検出するための検出方法であって、複数の受信手段が、複数のアンテナを介して前記発信源からの電波をそれぞれ受信する段階と、演算手段が、前記複数の受信手段で受信された前記電波の各受信強度の相対値の組み合わせを演算し、該相対値の組み合わせを観測値として出力する段階と、判定手段が、前記観測値に基づいて前記発信源の位置を判定する段階と、を含む検出方法の構成を有する。   The detection method according to the present invention is a detection method for detecting a position of a radio wave transmission source, wherein a plurality of receiving units respectively receive radio waves from the transmission source via a plurality of antennas. And calculating means for calculating a combination of relative values of the respective received intensities of the radio waves received by the plurality of receiving means, and outputting the combination of the relative values as an observed value; And determining the position of the transmission source based on the value.

本発明によれば、簡易な構成で、電波の受信信号強度の変動による影響を抑制しながら、その発信源の位置を検出することができ、この発信源が備えられた対象物が死角領域に存在する場合であっても、その存在を検出することができる。
従って、例えば、死角領域の多い交差点等において、運転者が自車両から他車両や歩行者等の位置を把握することが可能になり、車両の運転を支援することが可能になる。
According to the present invention, it is possible to detect the position of the transmission source with a simple configuration while suppressing the influence of fluctuations in the received signal strength of radio waves, and the object provided with the transmission source is located in the blind spot area. Even if it exists, its presence can be detected.
Therefore, for example, at an intersection where there are many blind spots, the driver can grasp the positions of other vehicles, pedestrians, and the like from the own vehicle, and can support driving of the vehicle.

本発明の実施形態による検出装置の利用環境の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the utilization environment of the detection apparatus by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による検出装置の構成を示すためのブロック図である。It is a block diagram for showing the composition of the detecting device by the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による検出装置が備える複数のアンテナの車両上の配置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating arrangement | positioning on the vehicle of the some antenna with which the detection apparatus by embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態による参照テーブルを作成する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to produce the reference table by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による参照テーブルを作成する過程で得られる受信信号強度を階調により表現したイメージを示す図である。It is a figure which shows the image which expressed the received signal strength obtained in the process of producing the reference table by embodiment of this invention with the gradation. 本発明の実施形態による参照テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference table by embodiment of this invention. 本発明の実施形態による検出装置により得られた対象物の位置の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the position of the target object obtained by the detection apparatus by embodiment of this invention. 本発明による試作装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the trial production apparatus by this invention. 本発明による試作装置の実験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the experimental method of the prototype device by this invention. 本発明による試作装置の実験結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the experimental result of the prototype device by this invention. 本発明による試作装置の実験結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the experimental result of the prototype device by this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明は、広範な分野において電波の発信源の位置(または、発信源までの距離とその方向)を検出するために利用可能であるが、本実施形態では、とりわけ交差点での車両の運転を支援するために自車両に対する他車両や歩行者の位置を検出する場合を例として説明する。
なお、本実施形態では、本検出装置が受信する電波の発信源を備えた他車両や歩行者等を、適宜、「対象物」と称す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention can be used to detect the position of a radio wave transmission source (or the distance to the transmission source and its direction) in a wide range of fields. In the present embodiment, the vehicle is operated at an intersection, in particular. A case where the position of another vehicle or a pedestrian with respect to the own vehicle is detected for assistance will be described as an example.
In the present embodiment, other vehicles, pedestrians, and the like equipped with a transmission source of radio waves received by the detection device are appropriately referred to as “objects”.

(本実施形態で想定する交差点での事故の形態)
先ず、図1を参照しながら、本実施形態で想定する交差点での典型的な交通事故の形態について説明する。
交差点での典型的な事故は、図1に示すケース1〜3に大別される。
このうち、ケース1は、自車両が右折する際に対向車両と衝突する場合を示している。このケース1では、対向車線上で一時停止中の大型車両により死角領域が生じ、この死角領域により、対向車線上を遠方から交差点に接近する他の車両を自車両から直接確認することが困難である。そのため、右折中の自車両が死角領域から現れた対向車両と衝突する事故が発生し得る。このような事故の発生を防止するためには、死角領域に存在する対向車両を的確に検出することが要求され、その進行方向も含めて検出することが望ましい。
(Type of accident at the intersection assumed in this embodiment)
First, a typical traffic accident mode at an intersection assumed in the present embodiment will be described with reference to FIG.
Typical accidents at intersections are roughly divided into cases 1 to 3 shown in FIG.
Of these cases, Case 1 shows a case where the host vehicle collides with an oncoming vehicle when making a right turn. In this case 1, a blind spot area is generated by a large vehicle that is temporarily stopped on the opposite lane, and it is difficult to directly check other vehicles that approach the intersection from a distance on the opposite lane from the own vehicle. is there. For this reason, an accident may occur in which the host vehicle that is turning right collides with an oncoming vehicle that has emerged from the blind spot area. In order to prevent the occurrence of such an accident, it is required to accurately detect the oncoming vehicle existing in the blind spot area, and it is desirable to detect the oncoming direction including the traveling direction.

また、ケース2は、自車両が右折(または左折)する際に横断中の歩行者と衝突する場合を示している。このケース2では、横断歩道周辺の歩行者は様々な方向から右折中の自車両に接近してくる可能性がある。従って、自車両の近傍に存在する様々な方向からの歩行者を的確に検出することが要求される。また、自車両と衝突するおそれのない歩行者については警報を発しないよう、各歩行者の位置を個別的に検出することが望ましい。   Case 2 shows a case where the host vehicle collides with a pedestrian who is crossing when making a right turn (or a left turn). In Case 2, pedestrians around the pedestrian crossing may approach the vehicle that is turning right from various directions. Therefore, it is required to accurately detect pedestrians from various directions existing in the vicinity of the host vehicle. In addition, it is desirable to individually detect the position of each pedestrian so as not to issue an alarm for a pedestrian who is unlikely to collide with the host vehicle.

更に、ケース3は、左折する際に、それまで自車両の左後方を走行していた後続の自転車や自動二輪車を巻き込む場合を示している。このケース3では、自車両の左後方の領域は、運転者にとって目視確認が困難な領域であるため、そのような領域に存在する他の車両等を運転者が見落として巻き込むおそれがある。従って、自車両の左後方に位置する他の車両等を的確に検出することが要求される。   Furthermore, case 3 shows a case where a subsequent bicycle or motorcycle that has been running on the left rear of the host vehicle is involved when making a left turn. In this case 3, the left rear region of the host vehicle is a region that is difficult for the driver to visually confirm, so the driver may overlook other vehicles or the like existing in such a region. Therefore, it is required to accurately detect other vehicles located on the left rear side of the host vehicle.

(本実施形態の概要)
次に、本実施形態の概要を説明する。
前述したように、一般の車載システムやライダ(LIDAR)システムは、反射波等の検出に基づくものであるため、その原理上、障害物によって生じる死角領域に存在する他の車両や歩行者等を検出することはできない。また、路車協調システムは、センサの設置場所やコストにより、その導入が制約される。
(Outline of this embodiment)
Next, an outline of the present embodiment will be described.
As described above, general in-vehicle systems and lidar (LIDAR) systems are based on detection of reflected waves, etc., so in principle, other vehicles, pedestrians, etc. existing in blind spots caused by obstacles It cannot be detected. In addition, the introduction of the road-vehicle cooperation system is restricted by the installation location and cost of the sensor.

本実施形態では、これらの不都合を解消するため、検出の対象物となる車両および歩行者等が電波の発信源である送信機を備え、この送信機から送信される電波を受信することにより、受信側の車両において対象物の位置を検出する。この場合、電波の回折現象を利用して死角領域からの電波を受信することにより、この死角領域に存在する対象物を把握することを可能としている。   In this embodiment, in order to eliminate these inconveniences, a vehicle and a pedestrian that are detection objects include a transmitter that is a source of radio waves, and by receiving radio waves transmitted from this transmitter, The position of the object is detected in the vehicle on the receiving side. In this case, it is possible to grasp the object existing in the blind spot area by receiving the radio wave from the blind spot area using the diffraction phenomenon of the radio wave.

また、本実施形態では、受信側の車両の四隅にアンテナを設置し、計4個のアンテナでそれぞれ受信される電波の受信信号強度の相対値に基づいて対象物の位置を検出する。或いは、受信側の車両に対する対象物の方向、対象物の移動方向(接近/離反)、対象物までの距離(遠/近)を推定する。   In the present embodiment, antennas are installed at the four corners of the vehicle on the receiving side, and the positions of the objects are detected based on the relative values of the received signal strengths of the radio waves received by the total of four antennas. Alternatively, the direction of the object relative to the vehicle on the receiving side, the moving direction of the object (approach / separate), and the distance to the object (far / near) are estimated.

この場合、送信機の送信出力の変動や周囲環境の変動等に起因した電波強度の変動による誤検出を防止するため、上記相対値を正規化した量に基づいて対象物の位置を検出する。そして、この検出結果を基に運転者に警報を発することで、前述したような事故の発生が懸念される交差点等での車両の運転を有効に支援する。   In this case, the position of the object is detected based on the normalized value of the relative value in order to prevent erroneous detection due to fluctuations in radio field intensity caused by fluctuations in the transmission output of the transmitter and fluctuations in the surrounding environment. Then, by issuing an alarm to the driver based on the detection result, it is possible to effectively support the driving of the vehicle at the intersection where the occurrence of the accident as described above is concerned.

(本実施形態による検出装置の構成)
次に、図2乃至図5を参照して、本実施形態による検出装置の構成を詳細に説明する。
図2に示すように、本検出装置は、複数のアンテナ101〜104、複数の受信部(「受信手段」)201〜204、演算部300、判定部400、および記憶部500から構成される。本実施形態では、演算部300および判定部400が請求項に記載の「判定手段」を構成する。
なお、本実施形態では、記憶部500は判定部400の構成要素であるものとする。ただし、このような定義は、説明の便宜のためであり、記憶部500を独立の構成要素として取り扱ってもよい。
(Configuration of the detection apparatus according to the present embodiment)
Next, the configuration of the detection apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5.
As shown in FIG. 2, the detection apparatus includes a plurality of antennas 101 to 104, a plurality of receiving units (“receiving means”) 201 to 204, a calculation unit 300, a determination unit 400, and a storage unit 500. In the present embodiment, the calculation unit 300 and the determination unit 400 constitute “determination means” recited in the claims.
In the present embodiment, the storage unit 500 is a component of the determination unit 400. However, such a definition is for convenience of explanation, and the storage unit 500 may be handled as an independent component.

ここで、アンテナ101〜104は、車両上の所定位置に配置され、本実施形態では、図3(a)〜(c)に例示するように、車両600の四隅に配置される。即ち、アンテナ101は車両600の左前部に配置され、アンテナ102は車両600の右前部に配置され、アンテナ103は車両600の右後部に配置され、アンテナ104は車両600の左後部に配置される。   Here, the antennas 101 to 104 are arranged at predetermined positions on the vehicle. In this embodiment, the antennas 101 to 104 are arranged at the four corners of the vehicle 600 as illustrated in FIGS. That is, the antenna 101 is disposed on the left front portion of the vehicle 600, the antenna 102 is disposed on the right front portion of the vehicle 600, the antenna 103 is disposed on the right rear portion of the vehicle 600, and the antenna 104 is disposed on the left rear portion of the vehicle 600. .

また、本実施形態では、アンテナ101〜104は指向性を有するものとし、前部に配置されるアンテナ101,102の受信方向は、それぞれ車両600の左前方および右前方に設定され、後部に配置されるアンテナ103,104の受信方向は、それぞれ車両600の右後方および左後方に設定される。これらアンテナ101〜104の配置関係は、基本的には、後述の「参照テーブル」を生成するときのアンテナの配置関係と同じに設定される。   In the present embodiment, the antennas 101 to 104 have directivity, and the reception directions of the antennas 101 and 102 arranged at the front are set to the left front and right front of the vehicle 600, respectively, and are arranged at the rear. The receiving directions of the antennas 103 and 104 are set to the right rear and left rear of the vehicle 600, respectively. The arrangement relationship of these antennas 101 to 104 is basically set to be the same as the arrangement relationship of the antennas when generating a “reference table” described later.

なお、本実施形態では、4個のアンテナ101〜104を使用するが、これに限定されることなく、複数個の任意の個数のアンテナを使用することができ、好ましくは3個以上のアンテナを使用することができる。また、本実施形態では、車両の四隅にアンテナを配置するが、これに限定されることなく、対象物の位置を判定する際に使用する後述の「参照テーブル」を有意に生成することができる限度において、車両上のどのような部位に配置してもよく、それらの受信方向をどのように設定してもよい。例えば、車両の前中央部、後中央部、左フェンダ部、右フェンダ部など、車両のどのような部位にアンテナを配置してもよい。   In this embodiment, four antennas 101 to 104 are used. However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of antennas can be used. Preferably, three or more antennas are used. Can be used. In this embodiment, antennas are arranged at the four corners of the vehicle. However, the present invention is not limited to this, and a “reference table” described later used for determining the position of the object can be generated significantly. In the limit, it may be arranged in any part on the vehicle, and the receiving direction may be set in any way. For example, the antenna may be arranged in any part of the vehicle such as the front center part, the rear center part, the left fender part, and the right fender part of the vehicle.

また、本実施形態では、アンテナ101〜104は指向性を有するものとするが、これに限定されることなく、無指向性アンテナを採用してもよく、例えば車両が電波の遮蔽体として作用することにより、無指向性アンテナが指向性を獲得してもよい。何れにしても、後述の「参照テーブル」を有意に生成することができる限度において、アンテナ自体の指向性の有無は問わない。   In the present embodiment, the antennas 101 to 104 have directivity. However, the present invention is not limited to this, and an omnidirectional antenna may be employed. For example, the vehicle acts as a radio wave shield. Thus, the omnidirectional antenna may acquire directivity. In any case, the directivity of the antenna itself does not matter as long as a “reference table” described later can be generated significantly.

説明を図2に戻すと、4個のアンテナ101〜104は、それぞれ受信部201〜204に接続される。受信部201〜204は、対象物に備えられた発信源からの電波をそれぞれアンテナ101〜104を介して受信するためのものであり、本実施形態では、Zigbee規格に適合した無線通信デバイス(Zigbee-Chip)を用いて構成される。従って、他車両や歩行者等の対象物に備えられる電波の発信源も、このZigbee規格に適合した送信機を備える。   Returning to FIG. 2, the four antennas 101 to 104 are connected to the receiving units 201 to 204, respectively. The receiving units 201 to 204 are for receiving radio waves from a transmission source provided in an object via the antennas 101 to 104, respectively. In this embodiment, the wireless communication device (Zigbee -Chip). Therefore, the radio wave transmission source provided for objects such as other vehicles and pedestrians also includes a transmitter conforming to the Zigbee standard.

ここで、Zigbee規格は短距離無線通信の規格の一つであり、IEEE 802.15.4-2003に基づいている。この規格によれば、メッシュ(Mesh)型のネットワークを構成することができ、低コストかつ低消費電力であるため、アドホック通信に適している。また、Zigbee規格で採用されている周波数帯は2.4GHz帯であり、日本国内では公道上で自由に使用可能な周波数帯である。この周波数帯では電波の回折現象が比較的顕著に発生するため、交差点等での障害物により生じる死角領域からでも電波を受信することが可能である。   Here, the Zigbee standard is one of short-range wireless communication standards and is based on IEEE 802.15.4-2003. According to this standard, a mesh type network can be configured, and it is suitable for ad hoc communication because of low cost and low power consumption. The frequency band used in the Zigbee standard is the 2.4 GHz band, and is a frequency band that can be used freely on public roads in Japan. In this frequency band, radio wave diffraction phenomenon occurs relatively remarkably, so that radio waves can be received even from a blind spot region caused by an obstacle at an intersection or the like.

また、Zigbee規格はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collosion Avoidance)方式を採用しているため、パケットの衝突を自動的に検出して再送信を行うことで、パケットの衝突による通信上の問題を回避することができる。加えて、Zigbee規格では、デバイス毎に16ビットの固有IDが割り振られ、送信パケットはその情報を含んでいる。従って、この情報を用いれば、複数の送信機からのパケットを識別することができ、電波の送信元が歩行者であるのか、自転車であるのか、車両であるのかを判別することが可能になる。   In addition, because the Zigbee standard uses CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collosion Avoidance) method, it automatically detects packet collisions and retransmits them. Can be avoided. In addition, in the Zigbee standard, a unique ID of 16 bits is assigned to each device, and the transmission packet includes the information. Therefore, using this information, packets from a plurality of transmitters can be identified, and it is possible to determine whether the radio wave is transmitted from a pedestrian, a bicycle, or a vehicle. .

受信部201〜204では、車両の四隅に設置されたアンテナ101〜104を介してそれぞれ受信された電波の受信信号強度(RSSI:Received Signal Strength Indication)が測定される。この受信信号強度は、時刻tでの観測値z(t)=[z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)]Tとして表される。ここで、z1(t)、z2(t)、z3(t)、z4(t)は、時刻tで受信部201,202,203,204においてそれぞれ受信された受信信号強度を表す。この観測値z(t)=[z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)]Tは演算部300に供給される。 The receiving units 201 to 204 measure received signal strength indications (RSSI) of radio waves respectively received via the antennas 101 to 104 installed at the four corners of the vehicle. This received signal strength is expressed as an observed value z (t) = [z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)] T at time t. Here, z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), and z 4 (t) represent received signal strengths received by the receiving units 201, 202, 203, and 204 at time t, respectively. . This observation value z (t) = [z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)] T is supplied to the arithmetic unit 300.

演算部300は、観測値z(t)の相対値zn,m(t)を演算し、この相対値を正規化して値z’n,m(t)として出力するものである。このような演算の目的は、前述したように、電波の送信出力の変動や周囲環境の変動等に起因した受信信号強度の変動による影響を排除することにある。 The calculation unit 300 calculates a relative value z n, m (t) of the observed value z (t), normalizes the relative value, and outputs the normalized value as a value z ′ n, m (t). The purpose of such calculation is to eliminate the influence of fluctuations in received signal strength caused by fluctuations in the transmission output of radio waves and fluctuations in the surrounding environment, as described above.

ここで、例えば送信機のバッテリ残量の低下による送信出力の変動や周囲環境の変動によって、発信源から出力される電波の強度が変動したとしても、その影響の度合いは全てのアンテナ101〜104について概ね同等であるため、これらアンテナ101〜104を介して得られる受信信号強度間の相対関係は維持される。また、これら受信信号強度間の相対関係は発信源の位置に応じて決定される。従って、このような相対関係に基づく相対値zn,m(t)を正規化することで、送信機の送信出力の変動等による影響を排除し、対象物の位置を正しく検出することが可能になる。 Here, for example, even if the intensity of the radio wave output from the transmission source fluctuates due to the fluctuation of the transmission output due to the decrease in the remaining battery level of the transmitter or the fluctuation of the surrounding environment, the degree of the influence of all the antennas 101 to 104 Therefore, the relative relationship between the received signal strengths obtained through these antennas 101 to 104 is maintained. The relative relationship between the received signal strengths is determined according to the position of the transmission source. Therefore, by normalizing the relative value z n, m (t) based on such a relative relationship, it is possible to correctly detect the position of the target object by eliminating the influence of fluctuations in the transmission output of the transmitter, etc. become.

以下では、説明の便宜上、相対値zn,m(t)を正規化して得られる値z’n,m(t)を「正規化相対観測値z’n,m(t)」と称す。 For convenience of explanation, the relative value z n, a value obtained by normalizing the m (t) z 'n, m (t) to "normalized relative observations z' referred to n, m (t)".

ここで、演算部300において、相対値zn,m(t)は次式(1)により演算される。
zn,m(t)=zn-zm ; 1≦n<m≦4 …(1)
Here, in the calculation unit 300, the relative value z n, m (t) is calculated by the following equation (1).
z n, m (t) = z n -z m ; 1 ≦ n <m ≦ 4 (1)

式(1)において、n、mは、4個のアンテナ101〜104(または受信部201〜204)のうちの二つを表し、(n,m)=(1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4)の6通りの組み合わせが存在する。   In Expression (1), n and m represent two of the four antennas 101 to 104 (or the receiving units 201 to 204), and (n, m) = (1,2), (1,3 ), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4), there are six combinations.

演算部300は、式(1)により、時刻tにおいて4個のアンテナ101〜104のうちの任意の二つで受信された受信信号強度の差分(zn-zm)を演算して相対値zn,m(t)を求める。この場合、n、mの6通りの組み合わせに応じて、相対値zn,m(t)として次の6個の値が得られる。 The computing unit 300 computes a difference (z n −z m ) between received signal strengths received by any two of the four antennas 101 to 104 at time t according to the equation (1), and calculates a relative value. Find z n, m (t). In this case, the following six values are obtained as relative values z n, m (t) according to six combinations of n and m .

z1,2(t)=z1-z2
z1,3(t)=z1-z3
z1,4(t)=z1-z4
z2,3(t)=z2-z3
z2,4(t)=z2-z4
z3,4(t)=z3-z4
z 1,2 (t) = z 1 -z 2
z 1,3 (t) = z 1 -z 3
z 1,4 (t) = z 1 -z 4
z 2,3 (t) = z 2 -z 3
z 2,4 (t) = z 2 -z 4
z 3,4 (t) = z 3 -z 4

このようにして得られた相対値zn,m(t)は次式(2)により正規化され、これにより正規化相対観測値z’n,m(t)が得られる。
z’n,m(t)=|zn,m(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}| …(2)
The relative value z n, m (t) obtained in this way is normalized by the following equation (2), whereby a normalized relative observed value z ′ n, m (t) is obtained.
z ' n, m (t) = | z n, m (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |… (2)

式(2)において、max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}は、4個の値z1(t)、z2(t)、z3(t)、z4(t)のうち、最も大きな値を表している。
式(2)により得られる正規化相対観測値z’n,m(t)についても、n、mの組み合わせに応じて、上述の相対値zn,m(t)に対応した次の6個の値が得られ、これら6個の値からなる正規化相対観測値z’n,m(t)は判定部400に供給される。
In equation (2), max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} are four values z 1 (t), z 2 (t), Of z 3 (t) and z 4 (t), it represents the largest value.
Regarding the normalized relative observed values z ′ n, m (t) obtained by the equation (2), the following six corresponding to the above-mentioned relative values z n, m (t) are also obtained depending on the combination of n and m. The normalized relative observation value z ′ n, m (t) composed of these six values is supplied to the determination unit 400.

z’1,2(t)=|z1,2(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z’1,3(t)=|z1,3(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z’1,4(t)=|z1,4(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z’2,3(t)=|z2,3(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z’2,4(t)=|z2,4(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z’3,4(t)=|z3,4(t)/max{z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)}|
z ' 1,2 (t) = | z 1,2 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |
z ' 1,3 (t) = | z 1,3 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |
z ' 1,4 (t) = | z 1,4 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |
z ' 2,3 (t) = | z 2,3 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |
z ' 2,4 (t) = | z 2,4 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |
z ' 3,4 (t) = | z 3,4 (t) / max {z 1 (t), z 2 (t), z 3 (t), z 4 (t)} |

判定部400は、正規化相対観測値z’n,m(t)に基づいて後述の参照テーブルを参照することにより、発信源の位置を判定するものであるが、その詳細については本検出装置の動作の説明で述べることとする。 The determination unit 400 determines the position of the transmission source by referring to a later-described reference table based on the normalized relative observation value z ′ n, m (t). It will be described in the explanation of the operation.

判定部400が備える記憶部500には、参照テーブルが格納されている。この参照テーブルには、上述の正規化相対観測値z’n,m(t)に相当する値が参照値として発信源の座標値と共に記述され、これら参照値と座標値は予め実験的に取得される。 A reference table is stored in the storage unit 500 included in the determination unit 400. In this reference table, values corresponding to the above-mentioned normalized relative observation values z ′ n, m (t) are described as reference values together with the coordinate values of the transmission source, and these reference values and coordinate values are obtained experimentally in advance. Is done.

ここで、図4及び図5を参照しながら参照テーブルについて詳細に説明する。
この参照テーブルは、図4に例示するように、xy平面上の所定のグリッドに電波の発信源(図示なし)を位置させ、車両600に配置された前述のアンテナ101〜104を介して得られる電波の受信信号強度を測定することにより作成される。この例では、車両600の中心位置は原点に配置され、グリッドが、40m×58mの範囲に2m間隔で行列状に配置されている。
Here, the reference table will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
As illustrated in FIG. 4, this reference table is obtained via the antennas 101 to 104 disposed in the vehicle 600 with a radio wave source (not shown) positioned on a predetermined grid on the xy plane. It is created by measuring the received signal strength of radio waves. In this example, the center position of the vehicle 600 is arranged at the origin, and the grids are arranged in a matrix at intervals of 2 m in a range of 40 m × 58 m.

なお、図4の例では、y軸方向に関して車両の中心位置はグリッド上にはなく、グリッド間に存在するが、このようなグリッドの定義は任意であり、この例に限定されない。   In the example of FIG. 4, the center position of the vehicle in the y-axis direction is not on the grid and exists between the grids, but such a definition of the grid is arbitrary and is not limited to this example.

電波の発信源が図4に示すxy平面上のグリッドに位置するときに車両600上のアンテナを介して測定される受信信号強度cn(x,y)を次式(3)で表す。
cn(x,y) ; n=1,2,3,4 -20≦x≦20, -29≦y≦29 …(3)
The received signal strength c n (x, y) measured via the antenna on the vehicle 600 when the radio wave source is located on the grid on the xy plane shown in FIG.
c n (x, y); n = 1,2,3,4 -20 ≦ x ≦ 20, -29 ≦ y ≦ 29 (3)

式(3)において、nは、アンテナ101〜104(または受信部201〜204)のうちの任意の一つを表す。即ち、c1(x,y)はアンテナ101を介して受信部201で受信された受信信号強度を表し、同様に、c2(x,y)〜c4(x,y)は、それぞれアンテナ102〜104を介して受信部202〜204で受信された受信信号強度を表す。また、(x,y)は、発信源の座標値を表す。 In Expression (3), n represents any one of the antennas 101 to 104 (or the reception units 201 to 204). That is, c 1 (x, y) represents the received signal strength received by the receiving unit 201 via the antenna 101. Similarly, c 2 (x, y) to c 4 (x, y) are respectively the antennas. The received signal strength received by the receiving units 202 to 204 via 102 to 104 is represented. Further, (x, y) represents the coordinate value of the transmission source.

全てのグリッドについて、c1(x,y)〜c4(x,y)のそれぞれの値が測定され、これは、前述の観測値z(t)=[z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)]Tに対応する量である。 For all grids, the respective values of c 1 (x, y) to c 4 (x, y) are measured, which is the observation value z (t) = [z 1 (t), z 2 ( t), z 3 (t), z 4 (t)] is a quantity corresponding to T.

図5に、一例として、車両600の右前部に設置されたアンテナ102を介して測定されたc2(x,y)の値を階調により表現したイメージを示す。同図では、c2(x,y)の値(即ち、受信信号強度)が大きいほど、高い階調で表現されている。 FIG. 5 shows, as an example, an image in which the value of c 2 (x, y) measured through the antenna 102 installed at the right front portion of the vehicle 600 is expressed by gradation. In the figure, the larger the value of c 2 (x, y) (that is, the received signal strength), the higher the gray level.

図5に示す例では、車両600の左後方の領域に比較して前方及び右方向の領域の階調が高く、この領域から到来する電波の受信信号強度が大きいことが示されている。とりわけ、アンテナ102の受信方向と一致する右前方から到来する電波の受信信号強度が大きくなっている。一方、アンテナ102からは車両600の陰にあたる左後方の領域の階調が低く、この領域から到来する電波の受信信号強度が小さいことが把握される。また、アンテナ102に近い領域ほど、受信信号強度が大きく、アンテナ102から離れるほど、受信信号強度が小さいことが把握される。   In the example shown in FIG. 5, the gray levels in the front and right direction areas are higher than in the left rear area of the vehicle 600, and the received signal intensity of radio waves coming from this area is high. In particular, the received signal strength of radio waves coming from the right front that matches the receiving direction of the antenna 102 is increased. On the other hand, it is understood from the antenna 102 that the gray level of the left rear area behind the vehicle 600 is low, and the received signal intensity of radio waves coming from this area is low. Further, it is understood that the closer to the antenna 102, the higher the received signal strength, and the farther away from the antenna 102, the lower the received signal strength.

特に図示していないが、車両600の左前部に設置されたアンテナ101を介して測定されたc1(x,y)の値から得られるイメージは、基本的には、図5のイメージとy軸に関して線対照である。また、車両600の右後部に設置されたアンテナ103を介して測定されたc3(x,y)の値から得られるイメージは、基本的には、図5のイメージとx軸に関して線対照である。更に、車両600の左後部に設置されたアンテナ104を介して測定されたc4(x,y)の値から得られるイメージは、基本的には、図5のイメージと原点に関して点対照である。 Although not particularly illustrated, an image obtained from the value of c 1 (x, y) measured through the antenna 101 installed at the left front portion of the vehicle 600 is basically the image of FIG. Line contrast with respect to the axis. In addition, the image obtained from the value of c 3 (x, y) measured via the antenna 103 installed at the right rear portion of the vehicle 600 is basically a line contrast with the image of FIG. 5 and the x axis. is there. Furthermore, the image obtained from the value of c 4 (x, y) measured via the antenna 104 installed in the left rear part of the vehicle 600 is basically point-contrast with respect to the image of FIG. 5 and the origin. .

このように、同一の発信源からの電波を4個のアンテナ101〜104を介して受信して得られるc1(x,y)〜c4(x,y)の値は相互に異なり、各座標値(x,y)について得られるc1(x,y)〜c4(x,y)の各値の組み合わせは各座標値(x,y)について固有である。従って、逆に、c1(x,y)〜c4(x,y)の値の組み合わせから発信源の座標値を特定することができる。 As described above, the values of c 1 (x, y) to c 4 (x, y) obtained by receiving radio waves from the same transmission source via the four antennas 101 to 104 are different from each other. The combination of each value of c 1 (x, y) to c 4 (x, y) obtained for the coordinate value (x, y) is unique for each coordinate value (x, y). Therefore, conversely, the coordinate value of the transmission source can be specified from the combination of the values of c 1 (x, y) to c 4 (x, y).

上述のようにして測定された各グリッドでの受信信号強度cn(x,y)から、次式(4)により相対値cn,m(t)が演算される。
cn,m(x,y)=cn(x,y)-cm(x,y) ; 1≦n<m≦4 …(4)
From the received signal strength c n (x, y) at each grid measured as described above, the relative value c n, m (t) is calculated by the following equation (4).
c n, m (x, y) = c n (x, y) -c m (x, y); 1 ≦ n <m ≦ 4… (4)

式(4)において、n、mは、図4のxy平面上の原点に位置する車両600に設置された4個のアンテナ101〜104(または受信部201〜204)のうちの二つを表し、(n,m)=(1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4)の6通りの組み合わせが存在する。これらn、mの6通りの組み合わせに応じて、相対値cn,m(x,y)として次の6個の値が得られる。 In Expression (4), n and m represent two of the four antennas 101 to 104 (or the reception units 201 to 204) installed in the vehicle 600 located at the origin on the xy plane in FIG. , (N, m) = (1,2), (1,3), (1,4), (2,3), (2,4), (3,4) . In accordance with these six combinations of n and m , the following six values are obtained as relative values c n, m (x, y).

c1,2(x,y)=c1(x,y)-c2(x,y)
c1,3(x,y)=c1(x,y)-c3(x,y)
c1,4(x,y)=c1(x,y)-c4(x,y)
c2,3(x,y)=c2(x,y)-c3(x,y)
c2,4(x,y)=c2(x,y)-c4(x,y)
c3,4(x,y)=c3(x,y)-c4(x,y)
c 1,2 (x, y) = c 1 (x, y) -c 2 (x, y)
c 1,3 (x, y) = c 1 (x, y) -c 3 (x, y)
c 1,4 (x, y) = c 1 (x, y) -c 4 (x, y)
c 2,3 (x, y) = c 2 (x, y) -c 3 (x, y)
c 2,4 (x, y) = c 2 (x, y) -c 4 (x, y)
c 3,4 (x, y) = c 3 (x, y) -c 4 (x, y)

このように従って得られた相対値cn,m(x,y)は、前述の観測値z(t)から得られる相対値zn,m(t)に対応する量である。 The relative value c n, m (x, y) obtained in this way is an amount corresponding to the relative value z n, m (t) obtained from the observed value z (t).

相対値cn,m(x,y)は次式(5)により正規化され、値c’n,m(x,y)が演算される。以下では、説明の便宜上、相対値cn,m(x,y)を正規化して得られる値c’n,m(x,y)を「正規化相対参照値c’n,m(x,y)」と称す。
c’n,m(x,y)=|cn,m(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}| …(5)
The relative value c n, m (x, y) is normalized by the following equation (5), and the value c ′ n, m (x, y) is calculated. Hereinafter, for convenience of explanation, a value c ′ n, m (x, y) obtained by normalizing the relative value c n, m (x, y) is referred to as a “normalized relative reference value c ′ n, m (x, y y) ".
c ' n, m (x, y) = | c n, m (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |… (5)

式(5)において、max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}は、c1(x,y)、c2(x,y)、c3(x,y)、c4(x,y)の値のうち、最も大きな値を表している。
式(5)により得られる正規化相対参照値c’n,m(x,y)についても、n、mの組み合わせに応じて、上述の正規化相対観測値c’n,m(t)に対応した次の6個の値が得られる。
In Expression (5), max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} is c 1 (x, y), It represents the largest value among the values c 2 (x, y), c 3 (x, y), and c 4 (x, y).
For the normalized relative reference value c ′ n, m (x, y) obtained by the equation (5), the normalized relative observation value c ′ n, m (t) is changed according to the combination of n and m. The next corresponding 6 values are obtained.

c’1,2(x,y)=|c1,2(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c’1,3(x,y)=|c1,3(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c’1,4(x,y)=|c1,4(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c’2,3(x,y)=|c2,3(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c’2,4(x,y)=|c2,4(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c’3,4(x,y)=|c3,4(x,y)/max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}|
c ' 1,2 (x, y) = | c 1,2 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |
c ' 1,3 (x, y) = | c 1,3 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |
c ' 1,4 (x, y) = | c 1,4 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |
c ' 2,3 (x, y) = | c 2,3 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |
c ' 2,4 (x, y) = | c 2,4 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |
c ' 3,4 (x, y) = | c 3,4 (x, y) / max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} |

このようにして得られた正規化相対参照値c’n,m(x,y)は、発信源が座標値(x,y)で示される位置にあるときに、前述の観測値z(t)から演算部300により得られるべき正規化相対観測値z’n,m(t)に相当する量である。
図6に示すように、正規化相対参照値c’n,m(x,y)は、その値が測定されたときの座標値(x,y)と共に参照テーブルに記述され、図2に示す記憶装置500に格納される。
The normalized relative reference value c ′ n, m (x, y) obtained in this way is obtained when the source is at the position indicated by the coordinate value (x, y). ) To the normalized relative observed value z ′ n, m (t) to be obtained by the calculation unit 300.
As shown in FIG. 6, the normalized relative reference value c ′ n, m (x, y) is described in the reference table together with the coordinate value (x, y) when the value is measured, and is shown in FIG. It is stored in the storage device 500.

このように、参照テーブルには、図4に示す40m×58mの範囲内に位置する実際の発信源からの電波を受信したときに得られるであろう正規化相対観測値z’n,m(t)が、正規化相対参照値c’n,m(x,y)として記述されている。従って、参照テーブルに記述された正規化相対参照値c’n,m(x,y)の中から、実際に得られた正規化相対観測値z’n,m(t)に最も近似する値を探し出し、その値が測定されたときの座標値(x,y)から実際の対象物の位置を判定することが可能になる。 In this way, the reference table includes the normalized relative observation value z ′ n, m (which will be obtained when the radio wave is received from the actual transmission source located within the range of 40 m × 58 m shown in FIG. t) is described as a normalized relative reference value c ′ n, m (x, y). Therefore, from the normalized relative reference values c ' n, m (x, y) described in the reference table, the value closest to the normalized relative observed value z' n, m (t) actually obtained And the actual position of the object can be determined from the coordinate value (x, y) when the value is measured.

なお、本実施形態では、図2に示した本検出装置は、車両に搭載される車載システムとして構成されるが、各構成要素がどのように実現されるのかについては特に限定されるものではなく、例えば、演算部300および判定部400は、ナビゲーションシステムの機能により実現されてもよい。また、本検出装置は、車載システムとしてではなく、固定型または携帯型の端末として構成してもよい。   In the present embodiment, the present detection device shown in FIG. 2 is configured as an in-vehicle system mounted on a vehicle, but how each component is realized is not particularly limited. For example, the calculation unit 300 and the determination unit 400 may be realized by the function of the navigation system. Moreover, you may comprise this detection apparatus as not a vehicle-mounted system but a fixed or portable terminal.

(本実施形態による検出装置の動作)
次に、本検出装置の動作(検出方法)を説明する。
上述したように、図2に示すアンテナ101〜104を介して受信部201〜204が発信源からの電波を受信すると、受信部201〜204は、受信信号強度である観測値z(t)を測定して演算部300に与える。演算部300は、観測値z(t)から正規化相対観測値z’n,m(t)を演算して判定部400に与える。
(Operation of the detection apparatus according to the present embodiment)
Next, the operation (detection method) of the detection apparatus will be described.
As described above, when the receiving units 201 to 204 receive radio waves from the transmission source via the antennas 101 to 104 shown in FIG. 2, the receiving units 201 to 204 obtain the observation value z (t) that is the received signal strength. Measure and give to the arithmetic unit 300. The calculation unit 300 calculates a normalized relative observation value z ′ n, m (t) from the observation value z (t) and gives the result to the determination unit 400.

判定部400は、正規化相対観測値z’n,m(t)に基づいて、記憶部500に格納された図6に示す参照テーブルを参照することにより発信源の位置を判定する。本実施形態では、判定部400は、実際に観測された正規化相対観測値z’n,m(t)と、参照テーブルに記述された各正規化相対参照値c’n,m(x,y)とを比較し、参照テーブルに規定された正規化相対参照値c’n,m(x,y)のうち、実際に観測された正規化相対観測値z’n,m(t)と最も相関の高い値を検索する。そして、この検索されれた正規化相対参照値に対応する座標値(x,y)から対象物の位置を判定する。 The determination unit 400 determines the position of the transmission source by referring to the reference table shown in FIG. 6 stored in the storage unit 500 based on the normalized relative observation value z ′ n, m (t). In the present embodiment, the determination unit 400 includes the actually observed normalized relative observed value z ′ n, m (t) and each normalized relative reference value c ′ n, m (x, y), and among the normalized relative reference values c ' n, m (x, y) specified in the reference table, the actually observed normalized relative observed values z' n, m (t) Find the most correlated value. Then, the position of the object is determined from the coordinate value (x, y) corresponding to the retrieved normalized relative reference value.

具体的には、判定部400は、実際に観測された正規化相対観測値z’n,m(t)と、参照テーブルに記述された各正規化相対参照値c’n,m(x,y)との間の相関度を計算する。そして、参照テーブルに記述された正規化相対参照値c’n,m(x,y)のうち、最も高い相関度を与える正規化相対参照値c’n,m(x,y)が測定されたときの座標値(x,y)を、発信源の位置、即ち対象物の位置として判定する。 Specifically, the determination unit 400 includes the actually observed normalized relative observed value z ′ n, m (t) and each normalized relative reference value c ′ n, m (x, Calculate the degree of correlation with y). Then, as described in the reference table normalization relative reference values c 'n, m (x, y ) of the highest normalized relative reference value c give correlation' n, m (x, y ) is measured The coordinate value (x, y) is determined as the position of the transmission source, that is, the position of the object.

本実施形態では、上記相関度として、正規化相対観測値z’n,m(t)と参照テーブル内の各正規化相対参照値c’n,m(x,y)との間のユークリッド距離Dを計算する。そして、参照テーブルに記述された正規化相対参照値c’n,m(x,y)のうち、最も小さいユークリッド距離Dを与える値が測定されたときの座標値(x,y)、即ち、正規化相対観測値z’n,m(t)と最も近似する正規化相対参照値c’n,m(x,y)が測定されたときの座標値(x,y)から、発信源の位置を判定する。 In the present embodiment, as the correlation, the Euclidean distance between the normalized relative observed value z ′ n, m (t) and each normalized relative reference value c ′ n, m (x, y) in the reference table. D is calculated. And among the normalized relative reference values c ′ n, m (x, y) described in the reference table, the coordinate value (x, y) when the value giving the smallest Euclidean distance D is measured, that is, From the coordinate value (x, y) when the normalized relative reference value c ' n, m (x, y) that is closest to the normalized relative observed value z' n, m (t) is measured, Determine the position.

上記ユークリッド距離Dは次式(6)により与えられる。
D = [{z’1,2(t)-c’1,2(x,y)}2 + {z’1,3(t)-c’1,3(x,y)}2 + {z’1,4(t)-c’1,4(x,y)}2 + {z’2,3(t)-c’2,3(x,y)}2 + {z’2,4(t)-c’2,4(x,y)}2 + {(z’3,4(t)-c’3,4(x,y)}2]1/2 …(6)
The Euclidean distance D is given by the following equation (6).
D = [{z ' 1,2 (t) -c' 1,2 (x, y)} 2 + {z ' 1,3 (t) -c' 1,3 (x, y)} 2 + { z ' 1,4 (t) -c' 1,4 (x, y)} 2 + {z ' 2,3 (t) -c' 2,3 (x, y)} 2 + {z ' 2, 4 (t) -c ' 2,4 (x, y)} 2 + {(z' 3,4 (t) -c ' 3,4 (x, y)} 2 ] 1/2 … (6)

本実施形態では、上記相関度としてユークリッド距離Dを評価するが、ユークリッド距離Dに限定されることなく、どのような手法を用いて相関度を計算してもよい。例えばノイズにより、正規化相対観測値z’n,m(t)の6個の値z’1,2(t),…,z’3,4(t)のうち、1個の値z’1,2(t)が、対応する正規化相対参照値c’n,m(x,y)の値c’1,2(x,y)と著しく異なっているためにユークリッド距離Dが大きくなったとしても、この値を除く他の5個の値が極めて近似していれば、相関度が高いと考えることができ、そのような手法を採用してもよい。従って、対象物の位置を有意に判定することができる限度において、相関度なる用語の意味をどのように定義してもよく、例えば類似なる概念により定義してもよい。 In the present embodiment, the Euclidean distance D is evaluated as the correlation degree. However, the correlation degree is not limited to the Euclidean distance D, and the correlation degree may be calculated using any method. For example, one value z ′ out of six values z ′ 1,2 (t),..., Z ′ 3,4 (t) of normalized relative observation values z ′ n, m (t) due to noise. 1,2 (t) is significantly different from the value c ' 1,2 (x, y) of the corresponding normalized relative reference value c' n, m (x, y), so the Euclidean distance D is increased. Even so, if the other five values excluding this value are very close, it can be considered that the degree of correlation is high, and such a method may be adopted. Therefore, as long as the position of the object can be determined significantly, the meaning of the term “correlation” may be defined in any way, for example, by a similar concept.

また、参照テーブルに記述される座標値(x,y)は、車両から発信源までの具体的な距離のxy成分に限らず、発信源の位置を特定することができる限度において、どのような形式の情報であってもよい。例えば、前述の図4のxy平面上のグリッドに番号を付与し、この番号を座標値として使用してもよい。また、参照テーブルを格納するための記憶部500を構成するメモリのアドレスとして座標値を規定してもよく、このメモリとして例えばCAM(Content Addressable Memory)を使用してもよい。   In addition, the coordinate value (x, y) described in the reference table is not limited to the xy component of the specific distance from the vehicle to the transmission source, but can be any limit as long as the position of the transmission source can be specified. It may be in the form of information. For example, a number may be given to the grid on the xy plane of FIG. 4 and the number may be used as a coordinate value. Further, a coordinate value may be defined as an address of a memory constituting the storage unit 500 for storing the reference table, and for example, a CAM (Content Addressable Memory) may be used as this memory.

判定部400は、上述のようにして対象物の位置を判定し、その位置情報を出力する。
単に位置情報だけを必要とする一般的な用途であれば、この位置情報を最終的な出力とすることができるが、本実施形態では、交差点等での車両の運転を支援する目的上、判定部400は、その位置情報に基づいて警報を発するための警報手段を備える。
なお、本実施形態では、形式的に判定部400の構成に警報手段を含めるが、これに限定されることなく、警報手段を独立の構成要素としてもよい。
The determination unit 400 determines the position of the object as described above, and outputs the position information.
If it is a general application that requires only position information, this position information can be used as the final output. In this embodiment, however, the determination is made for the purpose of supporting driving of the vehicle at an intersection or the like. Unit 400 includes alarm means for issuing an alarm based on the position information.
In the present embodiment, the warning means is formally included in the configuration of the determination unit 400, but the warning means may be an independent component without being limited thereto.

判定部400が備える警報手段は、対象物(発信源)のの位置情報に基づいて、例えば音声情報、画像情報、あるいは機械的振動等により運転者に対して警報を発する。例えば、図7に示すように、位置情報は表示装置(図示なし)の画面上に表示される。同図に示す3つの画面は、自車両の前方を右から左に移動する発信源の位置が経時的に変化する様子を示している。即ち、同図において、左画面は、自車両の右前方に位置する発信源の位置を表示し、中央画面は、更に発信源が左方向に移動したときの位置を表示し、右画面は、更に発信源が自車両の左前方に移動したときの位置が表示されている。   The warning means included in the determination unit 400 issues a warning to the driver by, for example, voice information, image information, mechanical vibration, or the like based on the position information of the object (transmitting source). For example, as shown in FIG. 7, the position information is displayed on the screen of a display device (not shown). The three screens shown in the figure show how the position of the transmission source that moves in front of the host vehicle from right to left changes over time. That is, in the figure, the left screen displays the position of the transmission source located in the right front of the host vehicle, the central screen displays the position when the transmission source further moves leftward, and the right screen Further, the position when the transmission source moves to the left front of the host vehicle is displayed.

また、判定部400は、このような発信源の位置の経時変化を追跡し、この経時変化に基づいて発信源の運動状況を判定し、この運動状況に応じて警報を発してもよい。例えば、図7の例では、左画面と中央画面から把握される発信源の位置の経時変化から、発信源が自車両の進行方向を横切るように運動を継続することが予測される。この運動の状況から、自車両と発信源を備えた対象物が衝突する可能性が予測されるため、判定部400は、運転者に警報を発し、この発信源を備えた対象物に対する注意を促す。   Further, the determination unit 400 may track such a change in the position of the transmission source with time, determine the exercise status of the transmission source based on the change with time, and issue an alarm according to the exercise status. For example, in the example of FIG. 7, it is predicted that the transmission source continues to exercise so as to cross the traveling direction of the host vehicle from the temporal change in the position of the transmission source grasped from the left screen and the center screen. Since the possibility of collision between the host vehicle and the object having the transmission source is predicted from the situation of the movement, the determination unit 400 issues a warning to the driver and pays attention to the object having the transmission source. Prompt.

また、図7に示す表示例に限らず、例えば、車両の周囲をxy平面の第1象限から第4象限に区分し、この象限により他車両の位置を表示してもよい。この場合、例えば、図7の左画面および中央画面に代えて、xy平面の第1象限全体が発信源の位置として表示され、図7の右画面に代えて第2象限全体が発信源の位置として表示される。このような表示形態によれば、運転者は注意を払うべき方向を直感的に把握することができる。   In addition to the display example illustrated in FIG. 7, for example, the periphery of the vehicle may be divided into the first quadrant to the fourth quadrant on the xy plane, and the position of the other vehicle may be displayed in this quadrant. In this case, for example, the entire first quadrant of the xy plane is displayed as the position of the transmission source instead of the left screen and the central screen of FIG. 7, and the entire second quadrant is displayed as the position of the transmission source instead of the right screen of FIG. Is displayed. According to such a display form, the driver can intuitively grasp the direction in which attention should be paid.

また、画像情報と共に音声情報により警報を発するものとしてもよく、または、音声情報のみにより警報を発するものとしてもよい。   Moreover, it is good also as what issues a warning by audio | voice information with image information, or it is good also as what issues a warning only by audio | voice information.

また、本検出装置は、自車両600の運動状況又は運転者による運転操作を検出するための手段を更に備え、判定部400が、自車両600の運動状況又は運転者による運転操作を上述の警報手段による警報に反映させてもよい。例えば、自車両600が右方向に旋回運動していることが検出された場合、または、運転者が右方向の指示器を操作したことが検出された場合、判定部400は、例えば自車両の後方および左方向を除外し、自車両の前方および右方向の発信源のみについて運転者に警報を発してもよい。   The detection apparatus further includes means for detecting an exercise situation of the own vehicle 600 or a driving operation by the driver, and the determination unit 400 detects the exercise situation of the own vehicle 600 or the driving operation by the driver as described above. You may reflect in the warning by a means. For example, when it is detected that the host vehicle 600 is turning in the right direction, or when it is detected that the driver has operated the indicator in the right direction, the determination unit 400, for example, The driver may be warned only about the transmission sources in the front and right directions of the host vehicle, excluding the rear and left directions.

この場合において、全方向の発信源を対象として位置を判定した後に、自車両の前方および右方向の発信源のみを警報の対象として選択してもよい。これにより、警報に要する処理の負荷を軽減することができると共に、運転者にとって不要な警告を抑制することができる。または、演算部300は、例えば前述の参照テーブルの一部をマスクすることにより、自車両の後方および左方向の対象物の位置を判定するために必要とされる演算処理を省略し、これら以外の対象物の位置のみを判定および警報の対象として選択してもよく、これにより位置判定に要する演算処理の負荷を軽減することができる。   In this case, after determining the position with respect to the transmission sources in all directions, only the transmission sources in the front and right directions of the host vehicle may be selected as the alarm target. As a result, the processing load required for the warning can be reduced, and warnings unnecessary for the driver can be suppressed. Alternatively, the calculation unit 300 masks a part of the above-described reference table, for example, thereby omitting the calculation process required for determining the position of the object behind and in the left direction of the host vehicle. Only the position of the target object may be selected as a target for determination and warning, thereby reducing the processing load required for position determination.

以上により、本実施形態による検出装置によれば、簡易な構成で、発信源が備えられた対象物が死角領域に存在する場合であっても、その存在を検出することができる。
従って、例えば死角領域の多い交差点等において、運転者が自車両から他車両や歩行者等の位置を有効に把握することが可能になり、車両の運転を支援することが可能になる。
As described above, according to the detection apparatus according to the present embodiment, it is possible to detect the presence of an object provided with a transmission source in a blind spot area with a simple configuration.
Therefore, for example, at an intersection with many blind spots, the driver can effectively grasp the positions of other vehicles, pedestrians, and the like from the own vehicle, and can support driving of the vehicle.

(試作装置)
次に、図8〜図11を参照して、本実施形態による検出装置の機能を検証するために試作した装置(以下、「試作装置」と称す)の概要を説明する。
(Prototype device)
Next, with reference to FIGS. 8 to 11, an outline of a device (hereinafter referred to as “prototype device”) that has been prototyped for verifying the function of the detection device according to the present embodiment will be described.

本試作装置は、前述の図2に示す例えばアンテナ101と受信部201を図8(c)に示すような1個の受信ユニットとして、合計4個の受信ユニットを備え、各受信ユニットは車両の四隅に設置される。本試作装置は、送信機の位置によってそれぞれ変化する各受信ユニットでの受信電波強度を基に、図8(a)に示すように、車両に対する送信機の方向(1−4)、移動方向(接近/離反)、距離(遠方/近傍)の大まかな推定を行い、交差点等での運転支援を実現する。   The prototype apparatus includes, for example, the antenna 101 and the receiving unit 201 shown in FIG. 2 described above as one receiving unit as shown in FIG. 8C, and has a total of four receiving units. Installed in the four corners. Based on the received radio wave intensity at each receiving unit, which varies depending on the position of the transmitter, the prototype device, as shown in FIG. Rough estimation of approach / separation) and distance (far / near) provides driving support at intersections.

4個の受信ユニットは、前述のようにZigbee規格に適合したXbeeチップを用いて構成される。この受信ユニットは、図8(b)に示すように、電波吸収材で覆われた遮蔽箱に収容され、この遮蔽箱の一部には開口部が形成されている。この開口部を通じて内部の受信ユニットのアンテナが電波を受信する。従って、遮蔽箱の効果により、送信機の方向を向いたアンテナの受信電波強度は高く、反対側の受信強度は低くなり、またその差は距離に応じて変化するため、これらのアンテナでの受信強度を用いて発信源の位置を推定することができる。前述の実施形態による検出装置の機能を検証するため、本試作装置の4個の受信ユニットは、図8(d)に示すように、車両の周囲に三脚に乗せて仮設置された。   The four receiving units are configured using Xbee chips that conform to the Zigbee standard as described above. As shown in FIG. 8B, the receiving unit is accommodated in a shielding box covered with a radio wave absorber, and an opening is formed in a part of the shielding box. The antenna of the internal receiving unit receives radio waves through this opening. Therefore, due to the effect of the shielding box, the received radio wave intensity of the antenna facing the transmitter is high, the reception intensity on the opposite side is low, and the difference varies depending on the distance. The position of the source can be estimated using the intensity. In order to verify the function of the detection device according to the above-described embodiment, the four receiving units of the prototype device were temporarily installed on a tripod around the vehicle as shown in FIG.

また、本試作装置では、路面での反射によるノイズの影響を抑え、位置の推定を安定化させるため、パーティクルフィルタを適用した。本手法のフィルタでは、状態ベクトルを“x(t)=[x(t)y(t)vx(t)vy(t)]T”と定義する。送信機の位置“(x,y)”はここに含まれる。パーティクルフィルタにおいて、確率密度関数“P(x(t)|z(t))”は、サンプルパーティクルの集合“S(t)={s(1)(t), s(2)(t),…}”で定義される。それぞれのパーティクルは状態ベクトルと同じ次元および要素を持つ。 In this prototype device, a particle filter was applied to suppress the influence of noise caused by reflection on the road surface and stabilize the position estimation. In the filter of this method, the state vector is defined as “x (t) = [x (t) y (t) v x (t) v y (t)] T ”. The transmitter position “(x, y)” is included here. In the particle filter, the probability density function “P (x (t) | z (t))” is a set of sample particles “S (t) = {s (1) (t), s (2) (t), …} ”. Each particle has the same dimensions and elements as the state vector.

パーティクルフィルタの更新フェイズにおいて、新しいサンプルの集合“S(t+1)”は前の時間のサンプル“S(t)”とそれに対応する尤度“π(t)={π(1)(t),π(2)(t),…}”によって計算される。それぞれの尤度“π(k)(t)”はサンプル“s(k)(t)”のひとつひとつに対応し、その値は尤度関数“L(z(t,n,m)|s(k)(t))”を用いて求める。最終的なフィルタの性能はこの尤度関数によって決まる。本試作装置では、この関数を次式(7)のように定義した。ただし、次式において、“Σ”の適用範囲は、1≦n<m≦4である。
L(z(t,n,m)|s(k)(t))=exp[Σa(n,m){z(t,n,m)-C(x,y,n,m)}22]+O …(7)
In the update phase of the particle filter, the new sample set “S (t + 1)” is derived from the previous sample “S (t)” and the corresponding likelihood “π (t) = {π (1) (t ), π (2) (t),…} ”. Each likelihood “π (k) (t)” corresponds to each of the samples “s (k) (t)”, and its value is the likelihood function “L (z (t, n, m) | s ( k) (t)) ”. The final filter performance is determined by this likelihood function. In this prototype, this function is defined as the following equation (7). However, in the following equation, the application range of “Σ” is 1 ≦ n <m ≦ 4.
L (z (t, n, m) | s (k) (t)) = exp [Σa (n, m) {z (t, n, m) -C (x, y, n, m)} 2 / σ 2 ] + O… (7)

ここで、“O”は、推定を安定させるためのオフセットであり、“σ2”は、便宜的に想定されたホワイトノイズの分散値である。また、“a(n,m)”は、それぞれの、尤度に対する正規化値の重み付けである。これらの値は、経験的に定められた。“C(x,y,n,m)”の“(x,y)”は、それぞれの“s(k)(t)”が保持している要素であり、その関数はその位置に於いて想定される各正規化値を返す。そのため尤度関数“L(z|s)”は想定された値と実際の値を比較し、近ければ近いほど大きな尤度を与える関数である。 Here, “O” is an offset for stabilizing the estimation, and “σ 2 ” is a dispersion value of white noise assumed for convenience. “A (n, m)” is a weight of the normalized value for each likelihood. These values were determined empirically. “(X, y)” of “C (x, y, n, m)” is an element held by each “s (k) (t)”, and the function is at that position. Returns each possible normalized value. Therefore, the likelihood function “L (z | s)” is a function that compares an assumed value with an actual value, and gives a larger likelihood as it gets closer.

次に、対象物に備えられる発信源として使用される送信機の状態推定について述べる。
本試作装置では、最終的な推定の結果として、送信機のおおよその方向、近づいているか遠ざかっているか、および近くにいるか遠くにいるかといった3つの状態を出力し、それらを元に衝突回避を目指した。全ての状態推定は、上述したフィルタリングの結果を用いているため、衝突回避の精度は位置推定の精度に依存する。本試作装置で採用した正規化値は、送信機の状態や、周辺の環境による電波の変化に影響されにくく、結果推定も図10に示すように、安定させることができた。この図10は、高出力送信モードおよび低出力送信モードでそれぞれ得られる受信信号強度を表す二つのグラフを含んでおり、これらのグラフでは前述の式(7)に基づいて、近くと遠くを推定している。それぞれの図は、縦軸が観測されたそのままの受信信号強度(RSSI)の値を表し、横軸が時間を表しており、対象物が遠方から接近して通過するまでの一連の受信信号強度の変化の様子を表している。図10に示すように、電波強度が高くても低くても、センサの値の差が大きいところは「近く」と判定し、小さいところは「遠く」と判定できていることがわかる。
Next, state estimation of a transmitter used as a transmission source provided in the object will be described.
In this prototype device, as a result of the final estimation, three states are output: the approximate direction of the transmitter, whether it is approaching or moving away, and whether it is close or far away, and aiming at collision avoidance based on them. It was. Since all state estimation uses the above-described filtering results, the accuracy of collision avoidance depends on the accuracy of position estimation. The normalized value adopted in the prototype device is less affected by changes in radio waves due to the state of the transmitter and the surrounding environment, and the result estimation can be stabilized as shown in FIG. FIG. 10 includes two graphs representing received signal strengths obtained in the high-power transmission mode and the low-power transmission mode, respectively. In these graphs, near and far are estimated based on the above-described equation (7). doing. In each figure, the vertical axis represents the observed received signal strength (RSSI) value, the horizontal axis represents time, and a series of received signal strength until the object passes close by from far away This represents the state of change. As shown in FIG. 10, it can be seen that, regardless of whether the radio field intensity is high or low, it can be determined that the sensor value difference is “near” and the small value is “distant”.

次に、実験結果を説明する。
本試作装置では、交差点付近での事故を想定して、図9に示すように2種類の実験を行った。ひとつは、図1のケース1に表されるような右折中の対向車との対面衝突であり、もうひとつは、ケース2,3に表されるような、近傍の歩行者や自転車との衝突である。これらの事故形態はあくまで例であり、本装置は、他の例や交差点以外での事故防止に適用することができる。この実験では、時系列で受信信号強度(RSSI)データを収集し、前述の参照テーブルの正規化相対参照値に基づいて推定を行った。
Next, experimental results will be described.
In this prototype device, two types of experiments were conducted as shown in FIG. 9, assuming an accident near the intersection. One is a face-to-face collision with an oncoming vehicle that is turning right as shown in case 1 in FIG. 1, and the other is a collision with a nearby pedestrian or bicycle as shown in cases 2 and 3. It is. These accident modes are merely examples, and the present apparatus can be applied to other examples and accident prevention other than at intersections. In this experiment, received signal strength (RSSI) data was collected in time series, and estimation was performed based on the normalized relative reference value of the reference table described above.

接近する車両の方向は、図9(a)に示す交差点を基準としたものであるため、フィルタリングで得られた推定位置を変換する必要がある。本試作装置では、送信機を自転車に取り付け、図9(a)に示された点線上を移動してデータを収集した。番号(1)−(4)は行われた実験のシナリオ番号である。それぞれ別の方向から交差点に接近している。スタート地点は、交差点の中心から20mの地点であり、そこからおよそ30mにわたって走行したデータを記録した。
この実験では、観測車両は右折待ちの状態で停車した。対向車は遠方から接近してくるため、最初は接近、途中から離反になる。方向については、大部分は良好に判定された。
Since the direction of the approaching vehicle is based on the intersection shown in FIG. 9A, it is necessary to convert the estimated position obtained by filtering. In this prototype device, a transmitter was attached to the bicycle, and the data was collected by moving on the dotted line shown in FIG. Numbers (1)-(4) are the scenario numbers of the experiments that were performed. They approach the intersection from different directions. The starting point was a point 20 m from the center of the intersection, and data traveled about 30 m from there was recorded.
In this experiment, the observation vehicle stopped waiting to turn right. Since the oncoming vehicle approaches from a distance, the vehicle approaches at first and leaves from the middle. For the direction, most were judged well.

次に、歩行者との衝突回避について説明する。
図9(b)に示されたラインを辿って計測を行った。シナリオ(5)から(12)は、近傍の位置と動きをテストするためのものであり、シナリオ(13)と(14)は周囲で相対位置が前後するような併走自転車を想定したものである。この実験から、併走自転車が近傍にいる状態を検出することができた。
Next, avoidance of collision with a pedestrian will be described.
Measurement was performed by tracing the line shown in FIG. Scenarios (5) to (12) are for testing the position and movement in the vicinity, and scenarios (13) and (14) are assumed to be a side-by-side bicycle with relative positions around. . From this experiment, it was possible to detect the state where the side-by-side bicycle was in the vicinity.

図11に、同一対象物について、ステレオカメラの深度情報から得られた位置と、本試作装置によって検出された位置とを対比して示す。この例では、対象物が自車両の前方を左右方向に移動している。同図11(a)において、白丸のプロットが本試作装置により推定された位置を表す。また、同図11(b)は、本試作装置により推定された位置と正しい位置との誤差距離を示すものであり、その横軸が、車両の中心から正しい位置までの距離を示し、縦軸が誤差距離を示す。図11から理解されるように、本試作装置によって検出された位置は、ステレオカメラによって検出された位置と近似し、十分な位置精度を有していることが確認された。   FIG. 11 shows a comparison between the position obtained from the depth information of the stereo camera and the position detected by the prototype device for the same object. In this example, the object is moving in the left-right direction in front of the host vehicle. In FIG. 11A, the white circle plot represents the position estimated by the prototype device. FIG. 11B shows the error distance between the position estimated by the prototype device and the correct position, and the horizontal axis indicates the distance from the center of the vehicle to the correct position, and the vertical axis. Indicates the error distance. As understood from FIG. 11, the position detected by the prototype device was approximated to the position detected by the stereo camera, and it was confirmed that the position was sufficiently accurate.

次に、正規化による安定化の効果について説明する。
本試作装置では、送信機の状態や周囲の環境による電波強度の変化に対する頑健性を得るために、受信信号強度(RSSI)を正規化して推定を行った。それを検証するため、送信電波強度を変化させて実験を行った。この実験から、送信電波強度を変化させても、結果に変化はないことが確認され、正規化の効果を実証することができた。
Next, the effect of stabilization by normalization will be described.
In this prototype, in order to obtain robustness against changes in radio field strength due to transmitter conditions and the surrounding environment, the received signal strength (RSSI) was normalized and estimated. In order to verify this, an experiment was conducted by changing the transmitted radio wave intensity. From this experiment, it was confirmed that even if the transmitted radio wave intensity was changed, the result did not change, and the effect of normalization could be demonstrated.

以上、本発明による実施形態と試作装置による検証を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、どのように変形し修正してもよい。   As described above, the embodiment according to the present invention and the verification by the prototype device have been described. However, the present invention is not limited to these examples and can be modified and modified in any manner without departing from the gist of the present invention. Good.

例えば、上述の実施形態では、相対値zn,m(t)および相対値cn,m(x,y)を正規化するものとしたが、これに限定されることなく、例えば電波の発信源の送信出力や周囲環境等の変動の影響を考慮する必要がないのであれば、複数の受信部201〜204から供給される受信信号強度zn(t)の各値z1(t),z2(t),z3(t),z4(t)の組み合わせに基づいて対象物(発信源)の位置を検出することも可能である。この場合、図6に示す参照テーブルには、参照値として受信信号強度cn(x,y)の各値c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)が記述される。この例によれば、演算部300を省略することができ、判定部400は、参照テーブルを参照することにより、観測値zn(t)の各値の組み合わせに基づいて対象物(発信源)の位置を判定する。 For example, in the above-described embodiment, the relative value z n, m (t) and the relative value c n, m (x, y) are normalized. If there is no need to consider the influence of fluctuations in the transmission output of the source, the surrounding environment, etc., each value z 1 (t) of the received signal strength z n (t) supplied from the plurality of receiving units 201 to 204, It is also possible to detect the position of the object (transmission source) based on the combination of z 2 (t), z 3 (t), and z 4 (t). In this case, the reference table shown in FIG. 6 includes the values c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y) of the received signal strength c n (x, y) as reference values. ), c 4 (x, y). According to this example, the calculation unit 300 can be omitted, and the determination unit 400 can refer to the reference table to determine the object (transmission source) based on the combination of the observed values z n (t). The position of is determined.

また、例えば電波の発信源の送信出力や周囲環境等の変動の影響を考慮する必要がないのであれば、相対値zn,m(t)を正規化せず、相対値zn,m(t)の各値z1,2(t),z1,3(t),z1,4(t),z2,3(t),z2,4(t),z3,4(t)の組み合わせに基づいて対象物(発信源)の位置を検出することも可能である。この場合、図6に示す参照テーブルには、参照値として相対値cn,m(t)の各値c1,2(t),c1,3(t),c1,4(t),c2,3(t),c2,4(t),c3,4(t)が記述される。この例によれば、演算部300は、複数の受信部201〜204から供給される受信信号強度の相対値zn,m(t)を演算し、その相対値zn,m(t)の各値を観測値として出力し、判定部400が、その相対値zn,m(t)の各値の組み合わせに基づいて対象物(発信源)の位置を判定する。 For example, if there is no need to consider the influence of fluctuations in the transmission output of the radio wave source or the surrounding environment, the relative value z n, m (t) is not normalized and the relative value z n, m ( t) values z 1,2 (t), z 1,3 (t), z 1,4 (t), z 2,3 (t), z 2,4 (t), z 3,4 ( It is also possible to detect the position of the object (transmission source) based on the combination of t). In this case, the reference table shown in FIG. 6 includes each value c 1,2 (t), c 1,3 (t), c 1,4 (t) of the relative value c n, m (t) as a reference value. , c 2,3 (t), c 2,4 (t), c 3,4 (t) are described. According to this example, the calculation unit 300 calculates the relative value z n, m (t) of the received signal strength supplied from the plurality of reception units 201 to 204, and calculates the relative value z n, m (t). Each value is output as an observed value, and the determination unit 400 determines the position of the object (transmission source) based on the combination of the relative values z n, m (t).

また、上述の実施形態では、相対値zn,m(t)および相対値cn,m(x,y)を、それぞれ、最大値max{z1(t),t2(t),z3(t),z4(t)}および最大値max{c1(x,y),c2(x,y),c3(x,y),c4(x,y)}を用いて正規化するものとしたが、正規化の手法について、この例に限定されることなく、電波の発信源の送信出力や周囲環境等の変動の影響を抑制することができれば、他の量を用いて正規化することも可能である。 In the above-described embodiment, the relative value z n, m (t) and the relative value c n, m (x, y) are set to the maximum values max {z 1 (t), t 2 (t), z, respectively. 3 (t), z 4 (t)} and maximum value max {c 1 (x, y), c 2 (x, y), c 3 (x, y), c 4 (x, y)} The normalization method is not limited to this example, but other amounts can be used if the influence of fluctuations in the transmission output of the radio wave source and the surrounding environment can be suppressed. It is also possible to normalize using.

101〜104…アンテナ(センサ)、201〜204…受信部、300…演算部、400…判定部、500…記憶部、600…車両。   101-104 ... Antenna (sensor), 201-204 ... Receiving unit, 300 ... Calculation unit, 400 ... Determination unit, 500 ... Storage unit, 600 ... Vehicle.

Claims (8)

電波の発信源の位置を検出するための検出装置であって、
複数のアンテナと、
前記複数のアンテナを介して前記発信源からの電波をそれぞれ受信する複数の受信手段と、
前記複数の受信手段でそれぞれ受信された前記電波の各受信強度の組み合わせに基づいて前記発信源の位置を判定する判定手段と、
を備えた検出装置。
A detection device for detecting the position of a radio wave transmission source,
Multiple antennas,
A plurality of receiving means for respectively receiving radio waves from the transmission source via the plurality of antennas;
Determination means for determining a position of the transmission source based on a combination of reception strengths of the radio waves respectively received by the plurality of reception means;
A detection device comprising:
前記判定手段は、
前記複数の受信手段でそれぞれ受信された前記電波の各受信強度の相対値を演算し、該相対値の組み合わせを観測値とし、該観測値に基づいて前記発信源の位置を判定することを特徴とする請求項1記載の検出装置。
The determination means includes
Calculating a relative value of each received intensity of the radio waves respectively received by the plurality of receiving means, using a combination of the relative values as an observed value, and determining a position of the transmission source based on the observed value; The detection device according to claim 1.
前記相対値は、正規化された値であることを特徴とする請求項2記載の検出装置。   The detection apparatus according to claim 2, wherein the relative value is a normalized value. 前記判定手段は、
前記発信源の位置に対応する座標値と前記観測値に対応する参照値とが記述された参照テーブルを備え、
前記観測値と前記参照テーブルに記述された参照値との間の相関を演算し、最も高い相関を示す参照値に対応する座標値から、前記発信源の位置を特定することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の検出装置。
The determination means includes
A reference table in which a coordinate value corresponding to the position of the transmission source and a reference value corresponding to the observed value are described;
The correlation between the observed value and the reference value described in the reference table is calculated, and the position of the transmission source is specified from the coordinate value corresponding to the reference value showing the highest correlation. Item 4. The detection device according to any one of Items 1 to 3.
前記参照値は、前記発信源が前記座標値で示される位置にあるときに前記観測値として得られるべき値に相当するものであることを特徴とする請求項4記載の検出装置。   5. The detection apparatus according to claim 4, wherein the reference value corresponds to a value to be obtained as the observation value when the transmission source is at a position indicated by the coordinate value. 前記判定手段は、更に、前記発信源の位置の経時変化を追跡し、該経時変化に基づいて前記発信源の運動状況を判定することを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の検出装置。   6. The determination unit according to claim 1, further comprising: tracking a change with time of the position of the transmission source, and determining a movement state of the transmission source based on the change with time. Detection device. 当該検出装置が車両に搭載されると共に、前記車両の運動状況又は運転者による運転操作を検出するための手段と、前記発信源の位置に基づいて警報を発するための手段を更に備え、
前記車両の運動状況又は前記運転者による運転操作を前記警報に反映させることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の検出装置。
The detection device is mounted on the vehicle, and further includes means for detecting the movement state of the vehicle or a driving operation by the driver, and means for issuing an alarm based on the position of the transmission source,
The detection apparatus according to claim 1, wherein a motion state of the vehicle or a driving operation by the driver is reflected in the alarm.
電波の発信源の位置を検出するための検出方法であって、
複数のアンテナを介して前記発信源からの電波をそれぞれ受信する段階と、
前記複数の受信手段で受信された前記電波の各受信強度の組み合わせに基づいて前記発信源の位置を判定する段階と、
を含む検出方法。
A detection method for detecting the position of a radio wave source,
Receiving each radio wave from the source via a plurality of antennas;
Determining the position of the source based on a combination of the received strengths of the radio waves received by the plurality of receiving means;
A detection method comprising:
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