JP2015230665A - 障害物情報管理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高精度に車両周辺の障害物の有無を判定する障害物情報管理装置を提供する。【解決手段】障害物情報管理装置は、自車両を含む複数の車両の各車両に搭載された外界センサで検出された各車両周辺の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得手段と、複数の車両のうちの少なくとも一台の車両に搭載された外界センサで障害物情報に含まれる少なくとも一つの障害物が検出され、かつ複数の車両のうちの少なくとも一台の車両以外の残りの車両に搭載された外界センサで少なくとも一つの障害物が検出されなかったとき、残りの車両に搭載された外界センサで少なくとも一つの障害物を原理的に検出可能であるか否かに関する障害物検出可否情報を取得する障害物検出可否情報取得手段と、障害物検出可否情報と障害物情報とに基づき、少なくとも一つの障害物の有無を判定する障害物有無判定手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、周辺の障害物の有無を判定するに障害物情報管理装置に関する。
特許文献１に記載の車両用移動物体検出装置によると、自車両より前方に位置する前方車両の後方監視手段によって得られた情報に基づいて、自車両より前方にある駐車車両及び建物等によって遮られる領域や、自車両より前方にある見通しの悪い交差点などにおいて、前方車両の監視領域内にいる歩行者等の有無が検出される。
特開２００６−３１８０９３号公報
しかしながら、特許文献１に記載の車両用移動物体検出装置によると、前方車両の後方監視手段によって得られた情報には誤りが含まれている恐れがある。
障害物情報管理装置は、自車両を含む複数の車両の各車両に搭載された外界センサで検出された各車両周辺の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得手段と、複数の車両のうちの少なくとも一台の車両に搭載された外界センサで障害物情報に含まれる少なくとも一つの障害物が検出され、かつ複数の車両のうちの少なくとも一台の車両以外の残りの車両に搭載された外界センサで少なくとも一つの障害物が検出されなかったとき、残りの車両に搭載された外界センサで少なくとも一つの障害物を原理的に検出可能であるか否かに関する障害物検出可否情報を取得する障害物検出可否情報取得手段と、障害物検出可否情報と障害物情報とに基づき、少なくとも一つの障害物の有無を判定する障害物有無判定手段と、を備えることを特徴とする
本発明によれば、より高精度に障害物の有無を判定することが可能となる。
障害物情報管理装置の構成図である。 車両座標系と外界センサ設置位置及び姿勢との関係図である。 障害物情報管理装置で行われる障害物情報処理のフローチャートである。 障害物情報管理装置で行われる障害物情報処理を説明するために用いる車両走行シーンを例示した図である。 車両に搭載された外界センサでの障害物検出状況の一例を示した図である。 車両に搭載された外界センサでの障害物検出状況の一例を示した図である。 車両に搭載された外界センサでの障害物検出状況の一例を示した図である。 車両に搭載された外界センサでの障害物検出状況の一例を示した図である。 障害物を原理的に検出可能であるか否かを判定する障害物検出可否判定処理の詳細を示すフローチャートである。 各車両に搭載された外界センサでの障害物検出結果一覧表の一例を示す図である。 車両に搭載された外界センサで障害物を原理的に検出可能であるか否かを判定する障害物検出可否判定処理の一例を示す図である。 障害物検出可否判定結果一覧表の一例を示す図である。 障害物有無判定ユニットによる障害物有無判定処理結果及び正確度算出結果一覧を示す図である。 障害物情報管理装置の構成図である。 所定領域内の障害物検出状況を説明するための図である。 障害物情報管理装置の構成図である。
図１は、本発明の一実施形態における障害物情報管理装置10の構成を示した図である。以降、障害物情報管理装置10の各構成要素について、図３のフローチャート及び図４〜図１３の具体例に沿って説明する。まず、障害物情報管理装置10の構成要素の概要を説明する。障害物情報管理装置10はCPU及びメモリで構成される。そのCPUがメモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することによって、障害物情報管理装置10は以下の構成要素を機能的に有する。
障害物検出ユニット20は、車両に対する障害物の相対位置や相対速度、障害物の大きさや種別などを検出するミリ波レーダ22やステレオカメラ23などの車両に搭載した外界センサ21から得られる情報に基づき、車両周辺に存在する障害物を把握する。車両に搭載する外界センサ21の種類はミリ波レーダ22やステレオカメラ23に限定されず、レーザレーダや単眼カメラなど他のセンサであっても良い。また、障害物検出ユニット20は、外界センサ21が正常に動作しているか否かに関して動作状態の監視を行う機能を有しても良い。例えば、外界センサ21から定期的に送信される情報が一定期間途切れた場合に、障害物検出ユニット20は、外界センサ21に異常が生じたと判断すればよい。
外界センサ仕様データベース90は、車両に搭載されている外界センサ21の種類（カメラやレーダ等）、設置位置や設置方向、障害物を検出可能な検出範囲などの外界センサ21に関する仕様情報を格納している。例えば、図２に示すように車両250の重心位置などを原点とし、車両進行方向を正とするX軸250x、進行方向に対して車幅右方向を正とするY軸250y、走行路面310に対して鉛直上向きを正とするZ軸250zからなる車両座標系を定義する。外界センサ21の設置位置や設置方向は、その車両座標系に対する外界センサの設置位置250oの相対位置及びセンサ姿勢方向の相対角度で設定される。また、外界センサの検出範囲250aは、図２に示すように、水平方向の検知角度250b、垂直方向の検出角度250c、及び検知距離250dで設定される。
図１の自車位置検出ユニット30は、GPS(Global Positioning System)衛星から送信される位置測位信号を受信するためのアンテナ32及び受信機33、ジャイロセンサ34、加速度センサ35、車輪速センサ36などの内界センサ31から得られる情報に基づき、車両の走行位置や姿勢を推定する。位置は例えば緯度及び経度で表され、姿勢は例えばロール角、ピッチ角及びヨー角で表される。自車位置検出ユニット30は、磁気コンパスや、外界センサ21で検出されたランドマークを利用して車両の走行位置や姿勢を推定してもよい。
地図データベース41には、道路ネットワーク情報や道路形状情報、地物情報からなる地図情報が格納されている。道路ネットワーク情報は、走行路の道路間の接続状態を表した情報である。道路形状情報は、道路ネットワーク情報と関連付けされて格納されており、各走行路の道路幅や車線幅、車線数、縦断勾配、曲率などの道路形状を現した情報である。地物情報は、道路ネットワーク情報及び道路形状情報と関連付けされて格納されており、道路上及び道路の周辺に設けられたガードレールや壁、電柱、標識、並木、ビルなどの地物（物体）の配置や高さ、大きさなどを表した情報である。
地図情報取得ユニット40は、自車位置検出ユニット30によって検出された走行位置の周辺の地図情報を地図データベース41から取得する。なお、後述する検出可否判定ユニット60の指示に基づき、通信ユニット50によって得られた他車両で検出された障害物の位置を含んだ範囲の地図情報を取得するのが良い。
通信データ処理ユニット51は、障害物情報及び障害物検出可否判定結果等の他車両に伝達される情報が設定されると、通信プロトコルに従った送信処理を実行し、適切なタイミングで送受信機52及びアンテナ53を介して無線通信で送信情報を他車両に通知する。また、通信データ処理ユニット51は、障害物情報及び障害物検出可否判定結果等の他車両から送信された情報を、アンテナ53及び送受信機52を介して受信する。通信データ処理ユニット51は、受信した情報を通信プロトコルに従って解読し、受信した情報が例えば障害物検出可否判定結果であれば、受信した情報を検出可否判定ユニット60等に通知する。本実施形態では、通信データ処理ユニット51は、障害物検出ユニット20によって検出された障害物の相対位置、相対速度、大きさなどの障害物情報と、自車位置検出ユニット30によって推定された自車両の位置や姿勢の情報と、外界センサ仕様データベース90に格納されている自車両に搭載された外界センサ21の仕様情報を一定周期で自車両周辺の車両に送信するとともに、他車両から送信された同種情報を受信する。通信データ処理ユニット51と、送受信機52と、アンテナ53とによって、車両間で情報を無線通信するための通信ユニット50が構成される。
検出可否判定ユニット60は、自車両及び自車両周辺の各車両の全ての障害物検出結果を確認し、ある車両に搭載された外界センサが検出した障害物を他の車両に搭載された外界センサが検出出来ないという結果に対して、車両及び障害物の位置関係と地理的条件とに起因してその障害物を原理的に検出出来る状況にあるか否かを判定する（障害物検出可否判定）。検出可否判定ユニット60は、地図情報取得ユニット40から得られる地図情報と、自車位置検出ユニット30から得られる自車両の位置情報及び姿勢情報と、外界センサ仕様データベース90から得られる外界センサの仕様情報と、障害物検出ユニット20から得られる障害物検出情報と、通信データ処理ユニット51から得られる他車両から送信された障害物情報とに基づいて障害物検出可否判定を行う。検出可否判定ユニット60は、外界センサ仕様に基づき、障害物が外界センサの検出範囲内に存在すると判定し、かつ、その障害物が地物などによる隠れ状態ではないと判定した場合は、「検出可」と判定する。検出可否判定ユニット60は、障害物が外界センサの検出範囲内に存在しないと判定した場合、またはその障害物が地物などによって隠れていると判定した場合、「検出不可」と判定する。
なお、本実施形態では外界センサ仕様と地図情報とに基づき検出可否判定を行うが、日照状況や気象状況に対する外界センサの検出性能を判定条件に加えても良い。例えば、霧が発生している道路を走行している場合、検出可否判定ユニット60は、通信ユニットによって得られる気象情報から霧の存在領域を取得する。霧の存在領域内に存在する障害物をカメラなどの外界センサで検出することは原理的に不可能と考えられるため、検出可否判定ユニット60はその障害物を「検出不可」と判定する。
本実施形態では、他車両で未検出の障害物の検出可否を、他車両とは異なる自車両の検出可否判定ユニット60が判定する。そうではなく、その障害物を未検出の状態にある他車両で、その障害物を原理的に検出可能か否かを、他車両に搭載された検出可否判定ユニット60が判定しても良い。障害物検出可否判定結果を、他車両の通信データ処理ユニット51が自車両に通知し、自車両の検出可否判定ユニット60は他車両から通知された障害物検出可否判定結果を取得する。自車両の検出可否判定ユニット60は、取得した障害物検出可否判定結果を障害物有無判定ユニット70に引き渡す。逆に、自車両の検出可否判定ユニット60が、自車両の通信データ処理ユニット51によって受信された他車両からの障害物情報に基づいて、自車両に搭載された外界センサ21が未検出の障害物が存在すると判定した場合において、その障害物を原理的に検出可能か否かを判定し、その障害物検出可否判定結果を自車両の通信データ処理ユニット51によって他車両へ通知することとしてもよい。
障害物有無判定ユニット70は、自車両に搭載された外界センサ21及び他車両に搭載された外界センサ21が検出した自車両周辺の障害物の有無を、検出可否判定ユニット60の障害物検出可否判定結果を考慮して、多数決により判定する。上述したように、他車両に搭載された外界センサ21によって検出された障害物が自車両に搭載された外界センサ21によって検出されなかったという未検出結果に対して、検出可否判定ユニット60は、自車両に搭載された外界センサ21がその障害物を原理的に検出可能であったか否かを判定する。検出可否判定ユニット60によって「検出可」と判定された障害物の未検出結果は、多数決処理に含めることにする。これは、自車両に搭載された外界センサ21の誤検出動作によって、本来は検出されるはずの障害物が未検出となった可能性が高いためである。一方、「検出不可」と判定された障害物の未検出結果は、多数決処理に含めないことにする。これは、外界センサで障害物を原理的に検出出来ない状況にある可能性が高いためである。このように、本質的に障害物を検出できない未検出結果を多数決処理に含めない事で、本来存在する障害物を多数決で除外してしまうことを防ぐ事ができる。
障害物有無判定ユニット70は、多数決判定に用いられた障害物の検出数の割合または未検出数の割合を正確度として算出する。障害物情報が有効である場合には、障害物の検出割合を正確度とし、無効である場合には、障害物の未検出割合を正確度とする。なお、３つ以上の検出結果が存在しない場合、すなわち多数決の母数が2以下の場合や同数になった場合には、障害物有無判定ユニット70は、障害物情報を保持し、多数決処理が成立しなかったことを示す値“N/A”を正確度に設定する。正確度は車両制御装置80による運転者への警報レベルの設定や減速動作に関わる制御ゲインの調整などに利用できる。例えば、車両制御装置80が障害物有無判定ユニット70から正確度の高い「障害物有」の旨の障害物有無判定処理結果及び正確度算出結果を受け取った場合、減速指令に対するブレーキアクチュエータの動作レスポンスを高めるために、制御ゲインを高めに設定すればよい。車両制御装置80が障害物有無判定ユニット70から正確度の低い「障害物有」の旨の障害物有無判定処理結果及び正確度算出結果を受け取った場合、運転者への警報出力タイミングを遅らせたり、警報出力を抑止してもよい。
車両制御装置80は、上記の通り、障害物有無判定ユニット70によって判定された障害物有無判定処理結果に基づき、運転者に対して警報を出力したり、減速動作を実施する処理を行う。すなわち、車両制御装置80は、運転支援を目的とした自車両の車両制御を行う。
以降、上述した各構成要素の機能について、図３〜図１３の図を用いて説明する。図３は、障害物情報管理装置10に含まれる構成要素が、障害物情報を取得して、障害物の有無を判定するとともに正確度を算出する処理のフローチャートである。処理の流れを図４に示す走行シーンを例に説明する。
図４は、障害物情報管理装置10を搭載した４台の車両200, 201, 202, 203が片側１車線の道路を走行し、２人の歩行者100, 101がガードレール300の設置された歩道を歩いているシーンを示している。なお、車両201, 202, 203は図に向かって右側501に向かって走行し、車両200は左側500に向かって走行しているとする。各車両には外界センサが搭載されており、車両200は検出領域200a, 200bとなる２台の外界センサ、車両201は検出領域201a, 201b, 201cとなる３台の外界センサ、車両202は検出領域202aとなる１台の外界センサ、車両203は検出領域203aとなる１台の外界センサを搭載しているとする。
以降、図３のフローチャートで示される処理内容を順に説明する。なお、本フローチャートで説明する障害物情報管理装置10の障害物情報処理手順は、全ての車両に共通した手順であるため、特に断らない限り固定の車両に限った説明は行わない事とする。
まず、処理S100にて、自車両周辺の障害物の相対位置、相対速度及び大きさなどの障害物情報を、障害物検出ユニット20が取得する。図５は車両200における障害物検出状況を示す。図に示すように、車両200に搭載された外界センサ21は、２つの障害物、すなわち歩行者100及び障害物110を検出している。なお、障害物110は誤検出された障害物である。同様に、図６は車両201における障害物検出状況を示す。車両201に搭載された外界センサ21は、３つの障害物、すなわち歩行者100、 歩行者101及びガードレール300の端部に該当する地物120を検出している。図７は車両202における障害物検出状況を示す。車両202に搭載された外界センサ21は、２つの障害物、すなわち車両201及び地物120を検出している。最後に、図８は車両203における障害物検出状況を示す。車両203に搭載された外界センサ21は、１つの障害物、すなわち歩行者100を検出しているとする。
処理S200にて、自車位置検出ユニット30は、取得した内界センサ31の出力に基づき、自車両の位置情報及び姿勢情報を取得する。
処理S300にて、処理S1で取得された障害物情報と、処理S2で取得された自車両の位置情報及び姿勢情報と、外界センサ仕様データベース90に格納された外界センサ21に関する外界センサ仕様情報とを、通信データ処理ユニット51が送受信機51及びアンテナ53を介して他車両に送信する。
処理S400にて、地図情報取得ユニット40は、処理S200で取得された自車両の位置に基づき、自車両周辺の地物の配置、高さ、及び大きさが格納された地図情報を地図データベース41から取得する。
処理S500にて、通信データ処理ユニット51は、他車両である各車両から送信された障害物情報と、各車両の位置及び姿勢情報と、各車両に搭載された外界センサ21に関する外界センサ仕様情報とを、送受信機51及びアンテナ53を介して受信し、取得する。
ここまでの処理が完了した結果、自車両及び他車両を含む複数の車両にそれぞれ搭載された外界センサによって検出された全ての障害物に対する各車両の検出結果が揃うことになる。処理S550にて、検出可否判定ユニット60は、障害物検出結果を確定する。図４に示した車両走行シーンの例における図５〜図８に示した障害物検出状況での車両202における障害物検出結果をまとめたのが、図１０に示す障害物検出結果一覧表である。図１０には、４台の車両200, 201, 202, 203にそれぞれ搭載された外界センサによって検出された全ての障害物に対する、４台の車両200, 201, 202, 203の各車両に搭載された外界センサでの検出結果が一覧表形式で示されている。この一覧表に例示されている障害物は、歩行者100及び101、誤検出された障害物110、ガードレール300の端部に該当する地物120、ならびに車両201である。一覧表中の記載「検出」は障害物が車両に搭載された外界センサによって検出されたという検出結果を、記載「未検出」は障害物が車両に搭載された外界センサによって検出されなかったという検出結果を表している。なお、４台の車両200, 201, 202, 203のうちの一部の車両に搭載された外界センサがそれぞれ検出した障害物が同一の障害物であるか、または異なる障害物であるかは、処理S100, S200及びS500でそれらの車両から取得された位置情報と障害物情報とに基づき、処理S550にて検出可否判定ユニット60が、各障害物の絶対位置及び絶対速度を算出し、クラスタリング等を用いて障害物のグルーピング処理を行うことによって決定すればよい。検出誤差の大きい障害物検出結果が得られれば、４台の車両200, 201, 202, 203のうちの一部の車両に搭載された外界センサがそれぞれ検出した障害物は異なる障害物であると決定される。このようにすることによって、障害物情報の精度をより高めることができる。なお、本実施形態では説明を簡単にするため、各障害物検出結果に含まれる誤差は小さいと考えることとする。
処理S600にて、検出可否判定ユニット60は、ある車両に搭載された外界センサが検出した障害物を他車両に搭載された外界センサが検出出来ない状況が発生したとき、他車両に搭載された外界センサはその障害物を原理的に検出可能であるか否かを判定する。図９に障害物検出可否判定処理のフローチャートを示す。
処理S601にて、検出可否判定ユニット60は、上述した図１０に示されるような、自車両及び他車両を含む複数の車両にそれぞれ搭載された外界センサによって検出された全ての障害物に対する各車両での検出結果を確認する。図１０は、自車両202及び他車両200, 201, 203の各車両での検出結果の一例を示している。図１０によると、他車両200に搭載された外界センサ21は、歩行者100及び障害物110を検出し、歩行者101、地物120及び車両201を検出していない。他車両201に搭載された外界センサ21は、歩行者100、歩行者101及び地物120を検出し、障害物110及び車両201を検出していない。自車両202に搭載された外界センサ21は、地物120及び車両201を検出し、歩行者100、歩行者101及び障害物110を検出していない。他車両203に搭載された外界センサ21は、歩行者100を検出し、歩行者101、障害物110、地物120、車両201を検出していない。
処理S602によって、検出可否判定ユニット60が検出可否判定を行う対象の障害物を、歩行者や車両などの移動しうる対象であって、かつ障害物情報管理装置10を有していない対象に絞る事で、処理負荷を軽減することが出来る。例えば、検出可否判定ユニット60が、障害物の絶対位置を地図情報と照らし合わせることによって、その障害物は地物であると判断した場合は、処理S608でその障害物を検出可否判定の対象外とする。また、検出可否判定ユニット60が、通信データ処理ユニット51によって得られた他車両の位置情報及び障害物の位置情報から、その障害物は障害物情報管理装置10を有した車両であると判断した場合は、処理S608でその障害物を検出可否判定の対象外とする。図１０に示される一覧表に例示され5つの障害物のうち、地物120及び障害物情報管理装置10を有した車両201が検出可否判定対象外の障害物として決定され、歩行者100, 101及び誤検出された障害物110が検出可否判定対象の障害物として決定される。ただし、歩行者100, 101及び障害物110のうち、検出された障害物は、検出可否判定対象外の障害物として決定される。
処理S603において、検出可否判定ユニット60は、処理S602で検出可否判定対象の障害物として決定した歩行者100, 101及び障害物110について、図１０に示される一覧表で未検出と表示されている欄に対応する車両と障害物との組合せを抽出する。自車両である車両202と、障害物としての歩行者100, 101及び障害物110のそれぞれとの組合せに対する障害物検出可否判定処理例を、図１１を用いて説明する。
処理S604において、検出可否判定ユニット60は、障害物である歩行者100, 101及び障害物110のそれぞれの絶対位置に基づき、車両202に搭載されている外界センサの検出範囲内に障害物である歩行者100, 101及び障害物110がそれぞれ存在する否かを判定する。車両202に複数の外界センサが搭載されている場合、検出可否判定ユニット60は、いずれか１つの外界センサの検出範囲内に、障害物である歩行者100, 101及び障害物110がそれぞれ存在する否かを判定することとしてもよい。図１１は、図４に示した車両走行シーンの例における図５〜図８に示した障害物検出状況下で、車両202に搭載された外界センサ21での障害物検出可否判定処理の一例を示す図である。図１１に示す例では、自車両である車両202に搭載されている外界センサの検出範囲202a内に障害物である歩行者101及び他車両によって誤検出された障害物110が存在すると判定される。障害物である歩行者100は検出範囲202a内に存在しないため、検出可否判定ユニット60によって、障害物である歩行者100は検出不可と処理S607で判定される。同様にして、自車両である車両202に搭載された障害物情報管理装置10の検出可否判定ユニット60が、処理S500で通信データ処理ユニット51によって取得された他車両の情報に基づき、各障害物が他車両に搭載された外界センサの検出範囲内に存在するか否について判定し、かつ存在する場合には検出不可と判定する処理を、処理S604及び処理S607で実施する。
処理S605において、検出可否判定ユニット60は、処理S604で検出範囲内に存在すると判定された障害物が、地物や他の障害物によって、隠れた状態にあるか否かを、地図情報を基に判定する。処理S605で行われる判定処理のうち、自車両に搭載された外界センサの検出範囲に含まれるにも関わらず検出されなかった障害物に関して行われる判定処理を、図１１を用いて以下に説明する。
自車両である車両202に搭載された障害物情報管理装置10の検出可否判定ユニット60は、処理S200で取得された外界センサ仕様情報及び自車両の位置情報に基づき、外界センサ21が設置されている絶対位置202oを算出する。
検出可否判定ユニット60は、障害物である歩行者101と他車両によって誤検出された障害物110とに対する外界センサの視線202p, 202q上に地物が存在するか否かを、地図情報を参照して判定する。図１１に示すように、視線202q上に地物であるガードレール300が存在するため、検出可否判定ユニット60は、障害物である歩行者101は隠れた状態であると判定する。視線202p上に存在する地物がないため、検出可否判定ユニット60は、障害物110は隠れた状態ではないと判定する。従って、検出可否判定ユニット60は、処理S607において、障害物である歩行者101は「検出不可」と判定し、処理S606において、障害物110は「検出可」と判定する。
処理S605で行われる判定処理のうち、自車両に搭載された外界センサの検出範囲に含まれるにも関わらず検出されなかった障害物に関して行われる判定処理を、図１１を用いて以上に説明した。同様にして、自車両である車両202に搭載された障害物情報管理装置10の検出可否判定ユニット60が、処理S500で通信データ処理ユニット51によって取得された他車両の情報に基づき、他車両に搭載された外界センサの検出範囲に含まれるにも関わらず検出されなかった障害物に関して行われる判定処理を、処理S605、処理S606及び処理S607で実施する。詳細を上述した図９に示す障害物検出可否判定処理終了後、すなわち図３に示す処理S600終了後、図１２に示す障害物検出可否判定結果が得られる。図１２に示す例において、歩行者100及び障害物110は、図１０に示すように車両200に搭載された外界センサ21によって検出されたため、車両200についての検出可否判定の対象外である。歩行者101は、車両200に搭載された外界センサ21によって検出されず、車両200についての検出可否判定の結果、検出不可と判定されている。歩行者100及び歩行者101は、車両201に搭載された外界センサ21によって検出されたため、車両201についての検出可否判定の対象外である。障害物110は、車両201に搭載された外界センサ21によって検出されず、車両201についての検出可否判定の結果、検出可と判定されている。歩行者100、歩行者101及び障害物110は、車両202に搭載された外界センサ21によって検出されず、車両202についての検出可否判定の結果、歩行者100及び歩行者101は検出不可と判定され、障害物110は検出可と判定されている。歩行者100は、車両203に搭載された外界センサ21によって検出されたため、車両203についての検出可否判定の対象外である。歩行者101及び障害物110は、車両203に搭載された外界センサ21によって検出されず、車両203についての検出可否判定の結果、検出不可と判定されている。地物120及び車両201は、全ての車両200, 201, 202, 203についての検出可否判定の対象外である。なお、こうして得られた障害物検出可否判定結果を、自車両に搭載された障害物情報管理装置10の通信データ処理ユニット51が他車両へ通知することとしてもよい。
処理S700にて、処理S100及びS500で得られた障害物情報と、検出可否判定ユニット60により処理S600で実施された障害物検出可否判定の結果として得られた障害物検出可否情報とに基づき、障害物有無判定ユニット70が、全ての車両から取得された障害物情報に含まれる全ての障害物の有無を判定する。その際、障害物有無判定ユニット70は、障害物有無判定処理結果の正確度を算出してもよい。図４に示した車両走行シーンの例における図５〜図８に示した障害物検出状況下では、自車両である車両202に搭載された障害物情報管理装置10の障害物有無判定ユニット70は、図１０に示す障害物検出結果一覧表の内容と図１２に示す障害物検出可否判定結果一覧表の内容とに基づき、図１３に示す障害物有無判定処理結果及び正確度算出結果を得る。
図１３は、障害物有無判定ユニット70による障害物有無判定処理結果及び正確度算出結果一覧を示す図である。障害物である歩行者100の有無判定では、図１０より、歩行者100を検出した車両数、すなわち検出数が3つであり、歩行者100を検出しなかった車両数、すなわち未検出数が1つであるが、その未検出の車両202に対する歩行者100の検出可否判定結果が図１２では「検出不可」となっているため、未検出数を多数決処理に用いない。従って、多数決の母数が3、検出数が3、多数決に用いられる未検出数が0となり、多数決処理の結果、検出数3が未検出数0よりも多いので、障害物である歩行者100は存在すると判定され、多数決の母数3に対する検出数3（検出数3及び未検出数0のうちの多い方）の割合である正確度は1(=3/3)となる。同様に、障害物である歩行者101の有無判定では、検出数が1つ、未検出数が3つ、図１０における3つの「未検出」のいずれに対しても図１２において「検出不可」となっているため、多数決の母数が1、検出数が1、多数決に用いられる未検出数が0となる。多数決の母数が1となるため、上述したように多数決処理が成立せず、障害物である歩行者101は存在すると判定され、正確度はN/Aとなる。車両200によって誤検出された障害物110の有無は、検出数が1つ、未検出数が3つ、図１０における3つの未検出に対して図１２においては「検出不可」の判定数が1つ、「検出可」の判定数が2つとなっているため、多数決の母数が3、検出数が1、多数決に用いられる未検出数が2となる。多数決処理の結果、未検出数2が検出数1よりも多いので、障害物110は存在しないと判定され、多数決の母数3に対する未検出数2（検出数1及び未検出数2のうちの多い方）の割合である正確度は2/3となる。
障害物である地物120及び障害物である車両201は、それぞれが地物及び障害物情報管理装置10を搭載した車両であると判定されているため、上述した多数決処理は行われない。障害物有無判定ユニット70は、障害物である地物120及び障害物である車両201は存在すると判定し、正確度1とする。
処理S800にて、障害物有無判定ユニット70は、処理S700で得られた障害物有無判定処理結果を車両制御装置80に送信する。障害物有無判定ユニット70は、処理S700で正確度を算出した場合は、障害物有無判定処理結果とともに正確度算出結果を車両制御装置80に送信してもよい。車両制御装置80は、受信した障害物有無判定処理結果に基づいて、運転者に警報を出力したり、減速制御を行うことで、衝突事故の被害を防いだり、軽減させることが可能となる。車両制御装置80は、「障害物有」の旨の障害物有無判定処理結果とともに正確度算出結果を受信した場合、正確度が高いならば、例えば、減速指令に対するブレーキアクチュエータの動作レスポンスを高めるために、制御ゲインを高めに設定してもよい。正確度が低いならば、例えば、運転者への警報出力タイミングを遅らせたり、警報出力を抑止してもよい。
本実施形態における障害物情報管理装置10は、以下の作用効果を奏する。
（１）障害物情報管理装置10は、障害物検出ユニット20及び通信データ処理ユニット51と、検出可否判定ユニット60とを有する。障害物検出ユニット20は、自車両である車両202に搭載された外界センサ21で検出された自車両周辺の障害物として歩行者100及び101、誤検出された障害物110、ガードレール300の端部に該当する地物120、ならびに障害物情報管理装置10を搭載した車両201に関する障害物情報を取得する。通信データ処理ユニット51は、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの自車両である車両202以外の車両200, 201及び203の各車両に搭載された外界センサ21で検出された各車両周辺の障害物として歩行者100及び101、障害物110、地物120、ならびに車両201に関する障害物情報を取得する。検出可否判定ユニット60は、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの例えば車両200に搭載された外界センサ21で障害物情報に含まれる障害物110が検出され、かつ複数の車両200, 201, 202及び203のうちの車両200以外の残りの車両201, 202及び203にそれぞれ搭載された外界センサ21で障害物110が検出されなかったとき、残りの車両201, 202及び203にそれぞれ搭載された外界センサ21で障害物110を原理的に検出可能であるか否かに関する障害物検出可否情報を取得する。障害物有無判定ユニット70は、図１２に例示される障害物検出可否情報と図１０に例示される障害物情報とに基づき、障害物110の有無を判定する。したがって、より高精度に障害物の有無を判定することが可能となる。
（２）図１２に例示される障害物検出可否情報は、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの車両200に搭載された外界センサ21で検出された障害物110を、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの車両201及び202にそれぞれ搭載された外界センサ21で原理的に検出可能であることを表す。図１２に例示される障害物検出可否情報は、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの車両200に搭載された外界センサ21で検出された障害物110を、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの車両203に搭載された外界センサ21で原理的に検出不可であることを表す。この場合において、障害物有無判定ユニット70は、車両203に搭載された外界センサ21で検出された障害物に関する障害物情報に基づかずに、車両201及び202にそれぞれ搭載された外界センサ21で検出された障害物に関する障害物情報に基づいて、障害物110の有無を判定する。
また、例えば全部で5台の車両のうちの2台の車両にそれぞれ搭載された外界センサ21で検出された障害物が、5台の車両のうちの残り3台の車両にそれぞれ搭載された外界センサ21では検出されなかった場合において、残り3台の車両のうちの2台にそれぞれ搭載された外界センサ21ではその障害物を原理的に検出不可であって、残り3台の車両のうちの1台に搭載された外界センサ21でその障害物を原理的に検出可であったときは、その障害物を原理的に検出不可能な外界センサ21が搭載された2台の車両から取得される障害物情報には基づかずに、その障害物を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された1台の車両から取得される障害物情報と、その障害物を検出した外界センサ21が搭載された2台の車両から取得される障害物情報とに基づいて、その障害物の有無を障害物有無判定ユニット70が判定する。したがって、ある車両に搭載された外界センサで検出された障害物を、別の車両に搭載された外界センサでは原理的に検出不可であるにも関わらず、その別の車両に搭載された外界センサで検出された障害物情報に基づいて障害物の有無が判定された結果、本来は存在するはずの障害物が存在しないと誤って判定される可能性が小さくなる。
（３）障害物有無判定ユニット70は、障害物を検出した外界センサ21が搭載された車両が、障害物を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両のうちでその障害物を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両よりも多くの車両を含むとき、その障害物は存在すると判定する。障害物有無判定ユニット70は、障害物を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両のうちでその障害物を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両が、障害物を検出した外界センサ21が搭載された車両よりも多くの車両を含むとき、その障害物は存在しないと判定する。図４〜図８及び図１１に例示した状況下では、車両200に搭載された外界センサ21で検出された障害物110は、図１０及び図１２に示すように、車両201及び202のそれぞれに搭載された外界センサ21によって原理的に検出可能であるにも関わらず、検出されていない。すなわち、障害物110を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両201, 202及び203のうちでその障害物110を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両201及び202が、障害物110を検出した外界センサ21が搭載された車両200よりも多くの車両を含むので、障害物有無判定ユニット70は、障害物110は存在しないと判定する。したがって、外界センサが誤検出した障害物情報を除去することができる。
（４）障害物有無判定ユニット70は、図１３に例示するように、歩行者100や障害物110の有無を判定する際に正確度を算出する。障害物110を検出した外界センサ21が搭載された車両200と、障害物110を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両201, 202及び203のうちでその障害物110を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両201及び202との総数は3である。障害物110を検出した外界センサ21が搭載された車両200と、障害物110を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両201, 202及び203のうちでその障害物110を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両201及び202とのうちのいずれか多い方の車両数は、障害物110を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両201, 202及び203のうちでその障害物110を原理的に検出可能な外界センサ21が搭載された車両201及び202の合計の車両数2に等しい。障害物有無判定ユニット70が障害物110は存在しないと判定したという判定結果の正確度は、上記総数に対する上記車両数2の割合であり、2/3である。
図１３に例示されるように、歩行者100を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両202は、歩行者100を原理的に検出不可能な外界センサ21が搭載された車両である。歩行者100を原理的に検出可能であるにも関わらず検出しなかった外界センサ21が搭載された車両は存在しない。したがって、障害物有無判定ユニット70が歩行者100は存在すると判定したという判定結果の正確度は、歩行者100を検出した外界センサが搭載された車両200, 201及び203の総数3に対する同じその総数3の割合3/3であり、すなわち1である。
（５）歩行者101及び障害物110を検出しなかった外界センサ21が搭載された車両202を例にすると、歩行者101については、図１１に示すように、歩行者101が車両202に搭載された外界センサ21の検出範囲202a内に存在し、かつ、外界センサの位置202oと歩行者101の位置とを結ぶ直線状の視線202q上に遮蔽物であるガードレール300が存在する、という条件が成立する。このような場合、検出可否判定ユニット60は、歩行者101を原理的に検出不可と判定する。障害物110については、図１１に示すように、障害物110が車両202に搭載された外界センサ21の検出範囲202a内に存在するが、外界センサの位置202oと障害物110の位置とを結ぶ直線上に遮蔽物は存在しない。このような場合、検出可否判定ユニット60は、検出可否判定ユニット60は、障害物110を原理的に検出可能と判定する。上述した障害物検出可否情報は、障害物を原理的に検出可能であるか否かを検出可否判定ユニット60が判定した障害物検出可否判定結果を表す。
（６）上述したように、通信データ処理ユニット51は、複数の車両200, 201, 202及び203のうちの自車両である車両202以外の他車両200, 201及び203から障害物情報を取得する。自車両である車両202は、障害物110を検出しなかった外界センサ21を搭載した車両であるため、検出可否判定ユニット60による障害物検出可否判定結果には、障害物110が検出されなかった旨の情報が含まれている。通信データ処理ユニット51は、自車両である車両202についてのその障害物検出可否判定結果を、他車両200, 201及び203に通知することとしてもよい。このような場合には、自車両に搭載された障害物情報管理装置10の検出可否判定ユニット60が、他車両に搭載された外界センサでの障害物の検出可否を判定する障害物検出可否判定処理を実施しなくて済むため、自車両の周囲に多数の他車両が位置する場合に問題となる処理負荷の増加を抑えることができる。
−−−変形例−−−
（１）通信データ処理ユニット51が送受信機52及びアンテナ53を介して他車両から障害物情報を取得する場合、通信帯域の制約から多くの情報を通信により取得することが困難になる可能性がある。そこで通信データ量を減らすために、通信データ処理ユニット51は、全ての障害物の検出結果を含む障害物情報を他車両から取得するのではなく、自車両及び他車両周辺の所定領域内に存在する障害物の検出結果を含む障害物情報のみを、他車両から取得すれば良い。図１４は、本変形例による障害物情報管理装置10の構成図である。図１４と図１とで共通する符号が付された部分については、説明を省略する。例えば、図１４に示すタッチパネル92などの入力ユニットによって運転者が目的地までの走行経路を指定すると、走行経路設定ユニット91が自車両の走行経路を設定する。この設定された経路において特に安全上注意が必要になる横断歩道などの場所を含む所定領域を、地図データベース41から得られる地図情報と、設定された走行経路の情報とに基づき、所定領域設定ユニット93が設定する。こうして設定された所定領域の地図座標における形状データを、通信ユニット50が自車両周辺の他車両に通知すればよい。所定領域が通知された他車両に搭載された外界センサによって所定領域内に存在する障害物が検出されて得られた障害物検出結果を含む障害物情報が、他車両から自車両へ送信されるので、自車両が有する障害物情報管理装置10の通信データ処理ユニット51がこの障害物情報を受信する。なお、自車両に搭載された外界センサにより障害物情報管理装置10の障害物検出ユニット20が取得する障害物情報もまた、所定領域設定ユニット93によって設定された上記所定領域内に存在する障害物に関する情報であればよい。
図１５は、本変形例における所定領域内の障害物検出状況を説明するための図である。図１５と図６とで共通する符号が付された部分については、説明を省略する。例えば、図１５に示すように、不図示の自車両が他車両である車両201へ所定領域600の形状データを受け渡したとする。車両201が検出した３つの障害物、すなわち歩行者100及び101、ならびにガードレール300の端部に該当する地物120のうち、所定領域600内に存在する障害物の有無を、車両201が有する障害物情報管理装置10の通信データ処理ユニット51が判定する。図１５に示す例では、車両201が有する障害物情報管理装置10の通信データ処理ユニット51は、障害物である歩行者100のみが所定領域600内に存在すると判定するため、障害物である歩行者100の検出結果のみを含む障害物情報を、自車両へ送信すればよい。このようにすることで、通信データ量を減らすことが可能となる。例えば、安全運転支援を実施する上で横断歩道など危険性の高い場所に存在する障害物についての障害物情報のみが取得されるため、自車両周辺に多数の車両が位置することで発生する車車間通信量の増大による伝送遅延の問題を解消することが出来る。
（２）図１６は、本変形例による障害物情報管理装置10の構成図である。図１６と図１とで共通する符号が付された部分については、説明を省略する。図１６に示すように、障害物情報管理装置10は、障害物有無判定ユニット70による障害物検出可否判定結果に基づき、自車両に搭載された外界センサ21の動作異常を判定する外界センサ異常判定ユニット94を有しても良い。例えば、自車両に搭載された外界センサ21で検出された障害物と、自車両が有する障害物情報管理装置10の障害物有無判定ユニット70によって存在すると判定された障害物との不一致が所定回数以上生じた場合、自車両が有する障害物情報管理装置10の外界センサ異常判定ユニット94は、自車両に搭載された外界センサ21に異常が生じていると判定する。これによって、外界センサの異常状態を判定する事が可能となる。自車両単独では判定されにくい外界センサの異常動作を検出することが出来るため、従来定期点検時にしか判明しなかった外界センサの異常状態を、早期に検出することが出来る。
本発明による障害物情報管理装置は上述した実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、道路上の移動物体を検出し、周辺車両に障害物検出結果を通知する機能を有した、道路に沿って設置される路側装置が、上述した障害物情報及び障害物検出可否情報を共有しても良い。この場合、上述した障害物情報管理装置10に搭載される一部もしくは全てのユニットが路側装置に搭載されることとなる。
本発明による障害物情報管理装置10の障害物有無判定ユニット70によって得られた障害物有無判定処理結果が、歩行者が所有する携帯式情報端末や、通信ユニットのみを有した車両に対して送信されることとしても良い。正確度の高い障害物有無判定処理結果が配信されることで、車両の接近を正しく歩行者に通知するなどの支援を図ることが出来る。
10 障害物情報管理装置
20 障害物検出ユニット
21 外界センサ
22 ミリ波レーダ
23 ステレオカメラ
30 自車位置検出ユニット
31 内界センサ
32 GSP用アンテナ
33 GPS用受信機
34 ジャイロセンサ
35 加速度センサ
36 車輪速センサ
40 地図情報取得ユニット
41 地図データベース
50 通信ユニット
51 通信データ処理ユニット
52 送信機
53 アンテナ
60 検出可否判定ユニット
70 障害物有無判定ユニット
80 車両制御装置
90 外界センサ仕様データベース
91 走行経路設定ユニット
92 タッチパネル
93 外界センサ異常判定ユニット
100, 101 歩行者
110 障害物
200, 201, 202, 203, 250 車両
200a 車両200に搭載された外界センサの検出範囲
201a, 201b, 201c 車両201に搭載された外界センサの検出範囲
202a 車両202に搭載された外界センサの検出範囲
202o 車両202に搭載された外界センサの設置位置
202p 車両202に搭載された外界センサの障害物110に対する視線
203a 車両203に搭載された外界センサの検出範囲
250x 車両250の車両座標系のX軸
250y 車両250の車両座標系のY軸
250z 車両250の車両座標系のZ軸
250o 車両250に搭載された外界センサの設置位置
250a 車両250に搭載された外界センサの検出範囲
250b 車両250に搭載された外界センサの水平検知角度
250c 車両250に搭載された外界センサの垂直検知角度
250d 車両250に搭載された外界センサの検出距離
300 ガードレール
310 車両250の走行路面
500 走行車線の左方向
501 走行車線の右方向
600 所定領域

Claims (9)

  1. 自車両を含む複数の車両の各車両に搭載された外界センサで検出された前記各車両周辺の障害物に関する障害物情報を取得する障害物情報取得手段と、
    前記複数の車両のうちの少なくとも一台の車両に搭載された前記外界センサで前記障害物情報に含まれる少なくとも一つの障害物が検出され、かつ前記複数の車両のうちの前記少なくとも一台の車両以外の残りの車両に搭載された前記外界センサで前記少なくとも一つの障害物が検出されなかったとき、前記残りの車両に搭載された前記外界センサで前記少なくとも一つの障害物を原理的に検出可能であるか否かに関する障害物検出可否情報を取得する障害物検出可否情報取得手段と、
    前記障害物検出可否情報と前記障害物情報とに基づき、前記少なくとも一つの障害物の有無を判定する障害物有無判定手段と、を備えることを特徴とする障害物情報管理装置。
  2. 請求項１に記載の障害物情報管理装置において、
    前記残りの車両は第１の車両と第２の車両とを含み、
    前記障害物検出可否情報が、前記少なくとも一つの障害物を前記第１の車両に搭載された前記外界センサで原理的に検出可能であることを表すとともに、前記少なくとも一つの障害物を前記第２の車両に搭載された前記外界センサで原理的に検出不可能であることを表すとき、前記障害物有無判定手段は、前記第２の車両に搭載された前記外界センサで検出された前記少なくとも一つの障害物に関する前記障害物情報に基づかずに、前記第１の車両に搭載された前記外界センサで検出された前記少なくとも一つの障害物に関する前記障害物情報と、前記少なくとも一台の車両に搭載された前記外界センサで検出された前記少なくとも一つの障害物に関する前記障害物情報とに基づいて、前記少なくとも一つの障害物の有無を判定することを特徴とする障害物情報管理装置。
  3. 請求項２に記載の障害物情報管理装置において、
    前記障害物有無判定手段は、前記少なくとも一台の車両が前記第１の車両よりも多くの車両を含むとき、前記少なくとも一つの障害物は存在すると判定し、前記第１の車両が前記少なくとも一台の車両よりも多くの車両を含むとき、前記少なくとも一つの障害物は存在しないと判定することを特徴とする障害物情報管理装置。
  4. 請求項３に記載の障害物情報管理装置において、
    前記障害物有無判定手段は、前記少なくとも一つの障害物の有無を判定する際に正確度を算出し、
    前記正確度は、前記少なくとも一台の車両及び前記第１の車両の総数に対する前記少なくとも一台の車両及び前記第１の車両のうちのいずれか多い方の車両数の割合であることを特徴とする障害物情報管理装置。
  5. 請求項１に記載の障害物情報管理装置において、
    前記残りの車両の各々について、前記少なくとも一つの障害物が前記残りの車両の各々に搭載された前記外界センサの検出範囲内に存在しない、という第１条件が成立する場合、または前記少なくとも一つの障害物が前記残りの車両の各々に搭載された前記外界センサの検出範囲内に存在し、かつ、前記外界センサの位置と前記少なくとも一つの障害物の位置とを結ぶ直線上に遮蔽物が存在する、という第２条件が成立する場合に、前記少なくとも一つの障害物を原理的に検出不可能と判定し、前記第１条件及び前記第２条件が成立しない場合に前記少なくとも一つの障害物を原理的に検出可能と判定する障害物検出可否判定手段をさらに備え、
    前記障害物検出可否情報は、前記障害物検出可否判定手段による判定結果を表すことを特徴とする障害物情報管理装置。
  6. 請求項５に記載の障害物情報管理装置において、
    前記複数の車両のうちの前記自車両以外の他車両から前記障害物情報を受信するとともに、前記自車両が前記残りの車両に含まれるとき、前記自車両についての、前記障害物検出可否判定手段による前記判定結果を前記他車両に通知する通信手段をさらに備えることを特徴とする障害物情報管理装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の障害物情報管理装置において、
    前記障害物情報取得手段は、前記複数の車両周辺の所定領域内に存在する障害物に関する前記障害物情報を、前記自車両に搭載された前記外界センサにより取得するとともに、前記所定領域を前記他車両に通知することによって前記他車両に搭載された前記外界センサにより取得することを特徴とする障害物情報管理装置。
  8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の障害物情報管理装置において、
    前記障害物有無判定手段によって存在すると判定された障害物と、前記自車両に搭載された前記外界センサにより検出された障害物との不一致が所定回数以上生じた場合、前記自車両に搭載された前記外界センサに異常が生じていると判定する外界センサ異常判定手段をさらに備えることを特徴とする障害物情報管理装置。
  9. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の障害物情報管理装置において、
    前記少なくとも一台の車両は２台の車両を含み、
    前記少なくとも一つの障害物は、前記２台の車両のうちの一方の車両に搭載された前記外界センサで検出された第１の障害物と、前記２台の車両のうちの他方の車両に搭載された前記外界センサで検出された第２の障害物とを含み、
    前記障害物検出可否情報取得手段は、前記第１の障害物及び前記第２の障害物の位置及び速度に基づき、グルーピング処理を行うことによって、前記第１の障害物及び前記第２の障害物が同一の障害物であるか、または異なる障害物であるかを決定することを特徴とする障害物情報管理装置。
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