JP2016080647A

JP2016080647A - 物体検知装置

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Publication number: JP2016080647A
Application number: JP2014215097A
Authority: JP
Inventors: 真澄福万; Masumi Fukuman; 大林　幹生; Mikio Obayashi; 幹生大林; 明宏貴田; Akihiro Takada
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: US20160116590A1; JP6442225B2; US10578736B2

Abstract

【課題】実際には接触しない位置に存在する物体を接触対象として誤検知することを防止する。【解決手段】車両３０には、探査波を送信してその反射波を物体の検知情報として受信する物体検知センサとして複数の測距センサ２０が設けられている。物体検知装置としてのＥＣＵ１０は、直接波及び間接波に基づき算出した物体５１〜５３の位置情報が車両３０の進路領域内にある場合に、該位置情報のうち車両進行方向に直交する方向（車幅方向）の位置情報である横位置情報と、該位置情報の信頼度とに基づいて、物体５１〜５３が車両３０の接触対象であるか否かを判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、周囲の物体を検知する物体検知装置に関する。

従来、超音波センサ等の測距センサを車両に搭載し、車両周辺に存在する先行車両や歩行者、障害物等の物体を検知するとともに、その物体の検知結果に基づいて車両の走行安全性を向上させるための各種制御、例えば、制動装置の作動や、運転者への報知等を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の物体検知装置では、複数個の測距センサを車両に搭載し、三角測量の原理により物体の車幅方向における位置を算出している。また、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲内である場合には物体検知と判定し、物体の車幅方向の位置が車幅の範囲を超えた場合には物体非検知と判定している。こうした制御により、接触するおそれの少ない位置に存在する物体を誤検知することを防止するようにしている。

特開２０１４−８９０７７号公報

測距センサを用いて物体を検知する場合、物体の形状や周囲の環境によって音波の反射が変わり、反射のばらつきにより物体の検知位置にばらつきが生じることがある。そのため、三角測量により算出した物体位置は車両進路領域内であるにも関わらず、実際には物体が車両進路領域外に存在していることが生じ得る。かかる場合、検知した物体に対して、例えば接触回避のための制御を行う必要がないにも関わらず、該制御が不要に作動してしまう。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、実際には接触しない位置に存在する物体を接触対象として誤検知することを防止することができる物体検知装置を提供することを一つの目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記検知情報に基づいて前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）に関する。

請求項１に記載の発明は、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、前記位置算出手段により算出した前記位置情報が前記移動体の進路領域内にある場合に、前記位置情報のうち前記移動体の進行方向に直交する方向の位置情報である横位置情報と、前記位置算出手段により算出した位置情報の信頼度とに基づいて、前記物体が前記移動体の接触対象か否かを判定する接触判定手段と、を備えることを特徴とする。

物体位置の検知ばらつきが大きい場合、実際には移動体に接触しない位置に存在しているにも関わらず、移動体の進路領域内の位置に検知されることで、例えば物体との接触を回避するための制御が不要に作動してしまうことが考えられる。ここで、物体位置の信頼度が低いほど、移動体の進行方向に直交する方向（幅方向）の検知ばらつきが大きくなっている可能性があり、移動体の進路領域内に物体が検知されている場合であっても、移動体と接触する位置に実際に存在しているか否かが不確かである。この点に着目し、上記構成とすることにより、実際には移動体と接触するおそれが少ない位置に存在する物体を接触対象と判断することを防止することができる。

物体検知装置の概略構成を示す図。物体位置の算出方法を説明するための図。第１実施形態の物体接触判定処理の概要を表す図。第１実施形態の物体接触判定処理の処理手順を示すフローチャート。信頼レベル判定カウンタと誤差幅との関係を示す図。物体との検知距離と誤差幅との関係を示す図。第２実施形態の物体接触判定処理の概要を表す図。第２実施形態の物体接触判定処理の処理手順を示すフローチャート。信頼レベル判定カウンタと縮小角度との関係を示す図。

（第１実施形態）
以下、移動体に搭載される物体検知装置として具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る物体検知装置は、移動体としての車両に搭載された車載装置であり、物体検知センサとしての測距センサから物体の検知情報を受信することにより、車両の周囲に存在する物体（例えば、他の車両や道路構造物等）を検知する。まずは、本実施形態に係る車両の物体検知システムの概略構成について図１を用いて説明する。

図１において、測距センサ２０は、例えば超音波センサであり、２０〜１００ｋＨｚの超音波を探査波として送信する機能と、物体から反射した探査波を反射波として受信する機能とを有している。本実施形態では、車両前部（例えば前方バンパ）に、車両３０の進行方向に直交する方向である車幅方向に並ぶようにして、４つのセンサが所定の間隔を開けて取り付けられている。具体的には、測距センサ２０は、車幅の中心線３１の近傍に、中心線３１に対して対称位置に取り付けられた２つのセンタセンサ（第１センタセンサ２１，第２センタセンサ２２）と、車両３０の左コーナ及び右コーナにそれぞれ取り付けられたコーナセンサ２３，２４とを備えている。なお、車両３０には、車両後部（例えば後方バンパ）にも測距センサ２０が取り付けられているが、センサの取り付け位置及び機能は車両前部のセンサと同じであるため、ここでは説明を省略する。

測距センサ２０の各々には、自らが送信した探査波の反射波（直接波）を受信可能なエリアとして直接検知範囲４０が設定されており、隣り合う２つの測距センサ２０の直接検知範囲４０の一部が重複するように測距センサ２０が取り付けられている。なお、図１では、２つのセンタセンサ２１，２２の直接検知範囲４１，４２のみを図示しているが、コーナセンサ２３，２４についても直接検知範囲４０が設定されており、かつ隣り合うセンサ同士で互いの直接検知範囲４０の一部が重複している。測距センサ２０には、反射波の振幅の閾値が設定されており、閾値以上の振幅の反射波を測距センサ２０が受信した場合に、反射波の受信時刻を含む検知情報を、物体検知装置としてのＥＣＵ１０に送信する。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、各種メモリ等から構成されたマイコンを主体として構成され、測距センサ２０から受信した物体の検知情報に基づいて、車両周辺の物体５０の有無を検知する。具体的には、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０に制御信号を出力し、所定時間間隔（例えば、数百ミリ秒間隔）で測距センサ２０から超音波を送信するよう指令する。また、ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報により、車両周辺に物体が存在するか否かを判断する。そして、車両周辺に物体５０が存在すると判断した場合には、車両３０が物体５０に接触しないように、接触回避制御として車両３０の操舵角制御や減速制御を行ったり、あるいは車両３０の運転者に対して警報音による報知を行ったりする。

測距センサ２０は、ＥＣＵ１０からの送信指令に伴い、予め設定された順序に従って各センサ２１〜２４から所定の時間間隔で超音波を送信する。本実施形態では、ＥＣＵ１０からの指令に伴い、まず第１センタセンサ２１から超音波を送信し、続いて第２センタセンサ２２、最後に２つのコーナセンサ２３，３４の順に超音波を送信する。なお、各センサ２１〜２４からの探査波は、互いに干渉しない時間間隔で送信されるようになっている。また、本実施形態では、超音波の送信後、測距センサ２０で最初に受信した反射波のみを有効とし、２回目以降に受信する反射波については無効としている。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０から受信した物体の検知情報を用い、三角測量の原理を利用して、車両３０に対する物体５０の相対的な位置（座標）を算出する。三角測量の原理は、公知のとおり、既知の２点間の距離、及び既知の２点のそれぞれと測定点との距離を測定することで測定点の座標を算出するものである。この原理により、ＥＣＵ１０は、直接検知範囲４０が重複する２つの測距センサ２０の間の距離、及び測距センサ２０の各々と物体５０との距離を用いて、車幅方向における物体５０の推定位置を算出する。

図２は、物体５０の検知位置の算出方法を説明する図であり、２つのセンタセンサ２１，２２と、各センサ２１，２２の前方に位置する物体５０とを平面視で表している。なお、図２では、第１センタセンサ２１を、探査波を送信して直接波を受信する直接検知センサとし、第２センタセンサ２２を、他のセンサが送信した超音波の反射波（間接波）を受信する間接検知センサとしている。直接検知センサ及び間接検知センサは、三角測量を行う２つのセンサである。

ＥＣＵ１０は、２つのセンタセンサ２１，２２を結ぶ直線をＸ軸とし、センタセンサ２１，２２の中間を通り、かつＸ軸に垂直な直線をＹ軸とした座標系を設定し、その座標系のＸ座標（ｘ）及びＹ座標（ｙ）を物体５０の検知位置として算出する。具体的には、ＥＣＵ１０は、直接検知センサ（図２では第１センタセンサ２１）から探査波２５を送信させる。そして、探査波２５が反射して直接波２６としてセンサで受信されると、その受信された直接波２６に基づいて、第１センタセンサ２１から物体５０までの距離Ｌ１を算出する。また、探査波２５の反射波が間接波２７としてセンサで受信されると、その受信された間接波２７に基づいて、第２センタセンサ２２から物体５０までの距離Ｌ２を算出する。

Ｘ軸とＹ軸との交点である原点Ｏと第１センタセンサ２１との距離、及び原点Ｏと第２センタセンサ２２との距離は等しく、この距離ｄは予めＥＣＵ１０に記憶されている。また、ＥＣＵ１０は、第１センタセンサ２１が直接波２６を受信した時刻、及び、第２センタセンサ２２が間接波２７を受信した時刻から、第１センタセンサ２１が探査波２５を送信した時刻を減算した時間を、それぞれ第１時間ｔ１、第２時間ｔ２として算出する。このとき、第１時間ｔ１に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１の２倍の値であり、第２時間ｔ２に音速を乗算した値が第１距離Ｌ１と第２距離Ｌ２との合計の値である。ＥＣＵ１０は、センタセンサ２１，２２間の距離２ｄ、第１時間ｔ１、及び第２時間ｔ２を用いて三角測量の演算を行うことにより、物体５０の座標（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、図２では、第１センタセンサ２１が直接検知センサ、第２センタセンサ２２が間接検知センサである場合を一例に挙げて説明したが、４つのセンサ２１〜２４の間で隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、直接検知センサ及び間接検知センサの組み合わせが成立する。これにより、第１センタセンサ２１及び第２センタセンサ２２の組み合わせに限らず、他の全ての組み合わせでも同様に、直接波及び間接波を用いた三角測量の原理により物体の検知位置の演算が行われる。また、車両後部の測距センサ２０についても同様に、隣り合う２つのセンサの全ての組み合わせで、三角測量の原理により、車両周辺に存在する物体の検知位置が算出される。物体５０の座標（ｘ、ｙ）のうちのＸ座標が「横位置情報」に相当する。

ＥＣＵ１０は、測距センサ２０で同一の物体を検知した回数に基づいて、物体が存在することの確からしさを表す指標としての信頼レベル判定カウンタＮを設定している。本実施形態では、センサごとに信頼レベル判定カウンタＮの増減が行われるようになっており、同一センサによる同一物体の検知回数が多いほど、カウンタ値が大きい値に（信頼レベルが高い側に）設定される。そして、信頼レベル判定カウンタＮが閾値を超えた場合に、センサ２０で検知した位置に制御対象の物体有りと確定され、接触回避制御の介入が許可される。また、前回の演算周期で検知された物体と、今回の演算周期で検知された物体とが別物体であると判断された場合には、信頼レベル判定カウンタＮがリセットされる。信頼レベル判定カウンタＮが「物体位置の信頼度」に相当する。

ここで、自車進路外に存在する物体は自車両３０と接触の可能性がなく、こうした物体については接触回避制御の対象から外すことにより、接触回避制御の不要作動を回避することが望ましい。その一方で、測距センサ２０では、物体の形状や周囲の環境によって音波の反射が変わり、間違った位置に物体を検知することがある。そのため、センサ２０による物体の検知位置は車両進路領域内であるにも関わらず、実際には物体が車両進路領域外に存在していることが生じ得る。かかる場合、検知した物体に対して接触回避のための制御を行う必要がないにも関わらず、該制御が不要に作動してしまう。

そこで本実施形態では、測距センサ２０で検知した物体の位置が車両進路領域内にある場合に、センサ２０により検知した物体の横位置ｘと、その物体位置の確からしさ（信頼度）とに基づいて、検知した物体が、車両３０との接触の対象となる物体であるか否かを判定する接触判定処理を実行する。そして、車両３０との接触の対象となる物体であると判定された場合には、接触回避のための制御を実行し、そうでない場合には接触回避のための制御対象から除外するようにしている。

具体的には、まず、センサ２０で検知した物体位置の信頼度に基づいて、物体の横位置ｘの検知ばらつきの幅である誤差幅Ｗを算出する。そして、センサ２０で検知した物体の横位置ｘと誤差幅Ｗとに基づいて横位置ｘのばらつき範囲Ｐを設定し、設定したばらつき範囲Ｐと車両進路領域との位置関係に基づいて、検知した物体が車両３０との接触の対象となる物体であるか否かを判定する。

図３は、本実施形態の接触判定処理の概要を表す図である。図３中、Ｌ１１及びＬ１２の二点鎖線は、それぞれ車両３０の右側方及び左側方から車両進行方向に延びる線であり、車両進路領域Ｓの境界線を示している。図中の物体５１〜５３について、物体５１及び物体５２は車両３０からの距離が同じであり、物体５３はそれよりも遠くに位置している。また、物体５１は、物体５２や物体５３よりも信頼レベル判定カウンタＮの値が大きく、物体位置の信頼度が高くなっている。

まず、車両前方に物体５１が存在している場合について考える。この場合、物体５１の現在の信頼レベル判定カウンタＮの値に応じて誤差幅Ｗ１を設定するとともに、物体５１の横位置ｘ１を中心とする左右方向（車幅方向）に、横位置ｘ１のばらつきが生じる範囲として、誤差幅Ｗ１に応じたばらつき範囲Ｐ１を設定する。このとき、信頼レベル判定カウンタＮの値が大きいほど、物体がその位置に存在していることが確からしいと判断でき、よって誤差幅Ｗとしては小さい値が設定される。これにより、信頼レベル判定カウンタＮの値が大きいほど、ばらつき範囲Ｐとして左右方向に狭い範囲が設定される。物体５１では、横位置ｘのばらつき範囲Ｐの全体が車両進路領域Ｓ内に収まっており、この場合には物体５１を車両３０の接触対象であると判断し、車両３０との接触回避のための制御対象と確定する。

これに対し、物体５２の信頼レベル判定カウンタＮの値は物体５１よりも小さく、この場合には、物体の横位置ｘの検知ばらつきとして、物体５１の誤差幅Ｗ１よりも大きい誤差幅Ｗ２を設定する。これにより、ばらつき範囲Ｐとしては、物体５１のばらつき範囲Ｐ１よりも左右方向に広い範囲Ｐ２が設定される。図３において、物体５２では、横位置ｘのばらつき範囲Ｐ２の一部が車両進路領域Ｓ外に出ている。この場合には物体５２を車両３０の接触対象であると判断せず、この段階では接触回避制御の制御対象から除外する。

また本実施形態では、物体までの検知距離が長いほど、誤差幅Ｗとして大きい値を設定している。ここで、物体の形状に対する検知ばらつきは、物体までの距離が近くなるに従って小さくなる。ところが、車両３０が停止している状態で物体が検知され続けた場合、検知回数の増加に伴い信頼レベル判定カウンタＮが上昇し続け、その結果、車両３０から遠い位置に物体が存在しているにも関わらず、物体位置の信頼度が高いと判断されることになる。そこで本実施形態では、信頼レベル判定カウンタＮの値に加え、物体までの検知距離を考慮して誤差幅Ｗを設定することとしている。

具体的には、物体５３に対しては、物体の横位置ｘの検知ばらつきとして、物体５１や物体５２よりも大きい誤差幅Ｗ３を設定する。これにより、ばらつき範囲Ｐとしては、物体５１及び物体５２のばらつき範囲よりも左右方向に広い範囲Ｐ３が設定される。図３において、物体５３のばらつき範囲Ｐ３の一部が車両進路領域Ｓ外に出ているため、物体５３は車両３０の接触対象とは判断せず、接触回避制御の制御対象から除外する。

次に、本実施形態の物体接触判定処理の処理手順について図４のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ１０により所定の演算周期で実行される。

図４において、ステップＳ１０１では、今回の探査波の送信で三角測量が成立したか否かを判定する。ここでは、測距センサ２０から探査波の送信後、所定の待機期間内に直接波及び間接波の受信があった場合に肯定判定される。所定の待機期間は、探査波を送信してから反射波を受信するまでの待ち時間であり、例えば数十ｍｓｅｃが設定されている。ステップＳ１０１で肯定判定された場合にはステップＳ１０２へ進み、受信した直接波及び間接波の検知情報に基づいて、三角測量の原理により物体検知位置を算出する（位置算出手段）。この処理では、図２の算出方法に従って物体検知位置としての座標（ｘ，ｙ）を算出する。

続くステップＳ１０３では、今回の演算周期で検知した物体が前回の演算周期で検知した物体と同一の物体であるか否かを判定する。同一物体か否かの判定は、例えば前周期までの物体の検知位置の履歴に基づき予測した次回の物体位置と、今回の物体検知位置との位置関係を比較し、予測位置と検知位置とのずれ量が所定値以下である場合に同一物体であると判定する。同一物体であればステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、センサ２０で検知した物体の位置（物体検知位置）が車両進路領域内か否かを判定する。車両進路領域外であれば、ステップＳ１０５へ進み、今回検知した物体は車両３０に接触するおそれのない物体、つまり接触回避制御の対象外であると判定する。

一方、物体検知位置が車両進路領域内である場合にはステップＳ１０６へ進み、今回検知の物体に対して前回の演算周期までに接触対象の物体であると判定した履歴（判定履歴）があるか否かを判定する。前回の演算周期までに接触対象の物体であると判定していなければステップＳ１０７へ進み、物体位置の信頼度及び物体までの距離Ｄに基づいて、物体の横位置ｘの誤差幅Ｗを算出する。なお、物体位置の信頼度としては、信頼レベル判定カウンタＮの値を用いる。物体までの距離Ｄは、測距センサ２０の検知結果による演算値である。

本実施形態では、信頼レベル判定カウンタＮと距離Ｄと誤差幅Ｗとの関係を表す２次元マップが誤差幅設定用マップとして予め定めて記憶してある。誤差幅設定用マップとしては、接触対象の判定履歴なしの場合に用いる第１マップと、接触対象の判定履歴有りの場合に用いる第２マップとが設定されている。ステップＳ１０７では、第１マップを選択して誤差幅Ｗを算出する。

図５に信頼レベル判定カウンタＮと誤差幅Ｗとの関係、図６に物体までの検知距離Ｄと誤差幅Ｗとの関係を模式的に表す。まず、図５について、第１マップ及び第２マップのいずれも、信頼レベル判定カウンタＮの値が大きいほど（物体位置の信頼度が高いほど）、誤差幅Ｗが小さく設定されるようになっている。また、第２マップについて、信頼レベル判定カウンタＮが所定値Ｎｉ以上（物体の信頼度が所定以上）では、信頼度に対する誤差幅Ｗを第１マップよりも小さく設定している。つまり、今回検知の物体に対して前回の演算周期までに接触対象であると一旦判定した後では、物体位置の信頼度が十分に高い状況において誤差幅Ｗを小さく設定することで、判定結果の頻繁な切り替わりを抑制するようにしている。また、距離Ｄと誤差幅Ｗとの関係については、第１マップと第２マップで同じであり、図６に示すように、距離Ｄが大きいほど、誤差幅Ｗが大きく設定されるようになっている。

図４の説明に戻り、ステップ１０８では、物体の横位置ｘと誤差幅Ｗとに基づいて横位置ｘのばらつき範囲Ｐを設定し、ばらつき範囲Ｐが車両進路領域内に含まれるか否かを判定する。ここでは、ばらつき範囲Ｐの全体が車両進路領域内に収まる場合に肯定判定される。そして、ばらつき範囲Ｐの一部でも車両進路領域から外れる場合には、ステップＳ１０５へ進み、今回検知した物体について、車両３０の接触対象と判断せず、ここでは接触回避制御の対象外とする。一方、ばらつき範囲Ｐが車両進路領域内に含まれる場合には、ステップＳ１０９へ進み、今回検知した物体を車両３０の接触対象、つまり接触回避制御の対象と判定する。

なお、ばらつき範囲Ｐが車両進路領域内に含まれるか否かを判定する処理では、ばらつき範囲Ｐの左右方向における境界値のＸ座標のみを算出し、該算出した左右方向の２つのＸ座標が共に車両進路領域内の座標である場合に肯定判定する構成としてもよい。

また、ステップＳ１０９で接触対象と判定されると、その後、同一の物体を検知している限りステップＳ１０６で肯定判定されてステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、第２マップを用いて、物体位置の信頼度及び距離Ｄに基づき誤差幅Ｗを算出する。そして、ステップＳ１０８以降の処理を実行する。

以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。

物体位置の信頼度に基づいて誤差幅Ｗを算出し、物体の横位置ｘと誤差幅Ｗとに基づき設定される横位置ｘのばらつき範囲Ｐと、車両進路領域との位置関係に基づいて、検知した物体が車両３０の接触対象か否かを判定する構成とした。物体の信頼度（信頼レベル判定カウンタＮ）に応じて物体の横位置ｘの検知ばらつきが異なり、その検知ばらつきに応じて横位置ｘのばらつき範囲Ｐの大きさが変化する。その点に着目し、横位置ｘのばらつき範囲Ｐと車両進路領域との位置関係を比較する構成とすることにより、車両３０と接触しない物体について、センサ２０の誤検知により接触対象と判断することを抑制することができる。

物体位置の信頼度だけでなく、物体との距離Ｄをパラメータに用いて誤差幅Ｗを設定する構成とした。こうした構成によれば、車両停止状態において物体が車両３０の接触対象か否かを適切に判断することができる。

今回検知の物体が、前回の演算周期までに車両３０の接触対象であると判定済みの場合には、それ以降の演算周期において、物体位置の信頼度に対する横位置ｘのばらつき範囲Ｐを小さく設定する構成とした。具体的には、今回検知の物体が、前回の演算周期までに車両３０の接触対象であると判定済みの場合には、誤差幅設定用マップとして第２マップを用いて誤差幅Ｗを算出することで、信頼レベル判定カウンタＮが所定値Ｎｉ以上であることを条件に、信頼度に対する誤差幅Ｗを小さく設定するようにした。こうした構成によれば、今回検知の物体に対して、前回の演算周期までに接触対象であると一旦判定された後では、物体の信頼度が十分に高い状況において、判定結果の頻繁な切り替わりを抑制することができる。

超音波センサは、車両進行方向の検知誤差は小さいのに対し、車幅方向の演算誤差が比較的大きく、物体位置を間違った位置に演算することが十分にある。したがって、測距センサ２０として超音波センサを備えるシステムに適用することにより、間違った位置を演算した場合にも、その間違った位置情報に基づき、本来、接触回避制御の制御対象外である物体に対して、不要な接触回避制御が行われることを好適に抑制することができる。

（第２実施形態）

次に、物体検知装置として具体化した第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態の物体接触判定処理では、センサ２０で検知した物体位置の信頼度に応じた縮小率で車両進路領域Ｓを車幅方向に縮小した縮小範囲Ｋを設定し、該設定した縮小範囲Ｋと、物体の横位置ｘとの位置関係に基づいて、測距センサ２０により検知した物体が車両３０の接触対象か否かを判定する。

図７は、本実施形態の物体接触判定処理の概要を表す図である。図７中、Ｌ１１及びＬ１２の二点鎖線は、それぞれ車両３０の右側方及び左側方から車両進行方向に延びる線であり、車両進路領域Ｓの境界線となっている。

本実施形態では、物体５４の現在の信頼レベル判定カウンタＮの値に応じて、車両進路領域Ｓを車幅方向に縮小する縮小率を設定する。本実施形態では、境界線Ｌ１１，Ｌ１２を車両３０の中心線３１の方向に傾ける傾きとしての縮小角度θによって縮小率を設定しており、境界線Ｌ１１，Ｌ１２を縮小角度θで傾斜させた傾斜線Ｋ１，Ｋ２で挟まれた領域が縮小範囲Ｋとなる。このとき、信頼レベル判定カウンタＮが大きいほど、縮小率として小さい値が設定され、縮小範囲Ｋとしては大きい範囲が設定される。そして、物体５４の位置が縮小範囲Ｋ内にあれば、物体５４を車両３０の接触対象と判断して接触回避制御の制御対象とする。一方、物体５４の位置が縮小範囲Ｋから外れている場合には、物体５４を車両３０の接触対象とは判断せず、接触回避制御の制御対象から除外する。

ここで、物体５４の現在の信頼レベル判定カウンタＮが第１カウンタ値Ｎｈである場合と、第１カウンタ値Ｎｈよりも低い第２カウンタ値Ｎｌである場合について考える。信頼レベル判定カウンタＮが第１カウンタ値Ｎｈである場合には、縮小角度として傾きθａが設定され、第２カウンタ値Ｎｌである場合には、θａよりも大きい傾きθｂ（θａ＜θｂ）が設定される。図７において、物体５４は、傾きθａでの縮小範囲、つまり傾斜線Ｋ１，Ｋ１で挟まれた領域に物体５４があり、この場合には、物体５４を車両３０の接触対象と判断する。これに対し、物体５４は、傾きθｂでの縮小範囲Ｋ、つまり傾斜線Ｋ２，Ｋ２で挟まれた領域からは外れており、この場合には、物体５４を車両３０の接触対象から除外する。

なお、境界線Ｌ１１，Ｌ１２を車両３０の中心線３１の方向に傾ける傾きによって縮小率を設定することにより、物体までの距離Ｄに応じて縮小範囲Ｋを設定することが可能になる。具体的には、距離Ｄが大きいほど、車両進路領域を車幅方向において縮小することができ、これにより車両３０から離間しているほど車両３０の接触対象の物体と判定されにくくなる。

次に、本実施形態の物体接触判定処理の処理手順について図８のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ１０により所定の演算周期で実行される。なお、図８の説明では、上記図４と同じ処理については図８のステップ番号を付してその説明を省略する。

図８において、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６では、上記図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同じ処理を実行する。ステップＳ２０６で肯定判定された場合、ステップＳ２０７へ進み、物体位置の信頼度に基づいて縮小角度θを設定する。本実施形態では、信頼レベル判定カウンタＮと縮小角度θとの関係を表すマップが縮小率設定用マップとして予め定めて記憶してある。縮小率設定用マップとしては、接触対象の判定履歴なしの場合に用いる第１マップと、接触対象の判定履歴有りの場合に用いる第２マップとが設定されている。ステップＳ２０７では、第１マップを選択して縮小角度θを設定する。

図９に信頼レベル判定カウンタＮと縮小角度θとの関係を示す。図９において、第１マップ及び第２マップのいずれも、信頼レベル判定カウンタＮの値が大きいほど（物体位置の信頼度が高いほど）、縮小角度θが小さく設定されるようになっている。また、第２マップについて、信頼レベル判定カウンタＮが所定値Ｎｉ以上（物体位置の信頼度が所定以上）では、信頼度に対する縮小角度θを第１マップよりも小さく設定されるようにし、これにより判定結果の頻繁な切り替わりを抑制するようにしている。

図８の説明に戻り、ステップ２０８では、車両進路領域の境界線Ｌ１１，Ｌ１２を縮小角度θで傾斜させた傾斜線（Ｋ１，Ｋ２）で挟まれた領域を縮小範囲Ｋに設定し、今回の演算周期で算出した物体検知位置が縮小範囲Ｋ内にあるか否かを判定する。そして、今回の物体検知位置が縮小範囲Ｋから外れている場合には、ステップＳ２０５へ進み、今回検知の物体を車両３０の接触対象と判断せず、接触回避制御の対象から除外する。一方、今回の物体検知位置が縮小範囲Ｋ内にあると判定された場合には、ステップＳ２０９へ進み、今回検知の物体を車両３０の接触対象、つまり接触回避制御の対象と判定する。

また、ステップＳ２０９で接触対象と判定されると、その後、同一の物体を検知している限りステップＳ２０６で肯定判定され、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、第２マップを用いて、物体位置の信頼度に基づき縮小角度θを設定する。そして、ステップＳ２０８以降の処理を実行する。

以上詳述した第２実施形態によれば、物体の信頼度に応じた縮小率で車両進路領域Ｓを車幅方向に縮小した縮小範囲Ｋを設定し、該設定した縮小範囲Ｋと、物体の横位置ｘとの位置関係に基づいて、検知した物体が車両３０の接触対象か否かを判定する構成とした。つまり、本実施形態では、物体のばらつき範囲Ｐを求める代わりに、車両進路領域Ｓを物体位置の信頼度に応じて縮小することにより、車両３０と接触しない物体について、センサ２０の誤検知により接触対象と判断することを抑制することができる。

今回検知の物体が、前回の演算周期までに車両３０の接触対象であると判定済みである場合には、該判定前よりも縮小範囲Ｋを大きく設定する構成とした。具体的には、今回検知の物体が、前回の演算周期までに車両３０の接触対象であると判定済みの場合には、第２マップを用いて縮小角度θを算出することで、信頼レベル判定カウンタＮが所定値Ｎｉ以上であることを条件に、信頼度に対する縮小角度θが小さく設定されるようにした。こうした構成によれば、今回検知の物体に対して、前回の演算周期までに接触対象であると一旦判定された後では、物体の信頼度が十分に高い状況において判定結果の頻繁な切り替わりを抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、例えば次のように実施してもよい。

・上記第１実施形態では、物体位置の信頼度及び物体までの距離Ｄに基づいて誤差幅Ｗを算出したが、物体位置の信頼度のみに基づいて誤差幅Ｗを設定する構成としてもよい。また、第２実施形態において、縮小角度θに代えて、境界線Ｌ１１，Ｌ１２を車両３０の中心線３１の方向にスライドさせるスライド幅により縮小範囲Ｋを設定してもよい。この場合、物体位置の信頼度が低いほどスライド幅を大きくする構成とするとよい。

・車両３０の周囲の外気環境に関するパラメータである外気環境パラメータに基づいて、誤差幅Ｗ及び車両進路領域の車幅方向の縮小率を可変に設定する構成としてもよい。測距センサ２０から送信された超音波の反射は、外気温度や湿度、風の強さなどの車両周囲の環境に応じて変化し、これに応じて物体検知の誤差も相違する。具体的には、外気温度が高いほど反射が弱くなり、湿度が高いほど反射が弱くなり、風が強いほど反射が弱くなる傾向にあり、これに応じて物体検知の誤差も大きくなる傾向にある。この点に着目し、上記構成とすることにより、外気環境による検知ばらつきによる誤判定を好適に抑制することができる。

・上記実施形態では、接触判定手段について、センサ２０で実際に検知した物体の位置が車両進路領域内である場合に、物体の横位置ｘ（センサ検出値）及び位置情報の信頼度に基づいて、その物体が接触対象か否かを判定する構成としたが、センサ２０で実際に検知した物体の位置に代えて、前回までの物体の検知結果に基づき予測した次回の物体の位置を用いる構成としてもよい。つまり、次回の物体の予測位置が車両進路領域内である場合に、物体の横位置ｘ（この場合は予測値）及び位置情報の信頼度に基づいて、その物体が接触対象か否かを判定する構成とする。こうした構成の場合、センサ２０による物体の検知周期よりも短い演算周期で物体との接触回避判定を行うことが可能となる。

・上記実施形態では、誤差幅Ｗ及び車両進路領域の車幅方向の縮小率を設定する際に、判定履歴があるか否かで異なるマップを用いたが、同一のマップを用いてもよい。

・物体位置の信頼度を表す指標である信頼レベル判定カウンタＮについて、センサごとにカウンタ値の増減が行われるようにしたが、信頼レベル判定カウンタＮを全てのセンサで共通のカウンタとしてもよい。

・上記実施形態では、物体検知センサとしての測距センサ２０を車両３０の前部及び後部に備える場合について説明したが、センサの取り付け位置はこれに限らず、例えば、車両３０の前後に代えて又はこれに加えて、車両３０の左右の側面部に備えていてもよい。

・上記実施形態では、測距センサ２０として、探査波に超音波を用いて物体を検出する超音波センサを備える構成に適用したが、探査波を送信し、該送信した探査波の反射波を受信することで物体を検知するセンサであればよく、例えば探査波に電磁波を用いて物体を検出するミリ波レーダやレーザレーダ等を採用してもよい。

・上記実施形態では、車両に搭載された物体検知装置を一例に挙げて説明したが、例えば、鉄道車両、船舶、航空機、ロボット等の移動体に搭載することもできる。

１０…ＥＣＵ（物体検知装置、第１検知手段、第２検知手段、位置算出手段、接触判定手段、距離算出手段）、２０…測距センサ（物体検知センサ）、２１，２２…センタセンサ、２３，２４…コーナセンサ、２５…探査波、２６…直接波、２７…間接波、３０…車両（移動体）、５０…物体。

Claims

探査波を送信し前記探査波の反射波を物体の検知情報として受信する複数の物体検知センサ（２０）を備える移動体（３０）に適用され、前記検知情報に基づいて前記移動体の周囲に存在する物体を検知する物体検知装置（１０）であって、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサと同一のセンサが受信した反射波である直接波により前記物体を検知する第１検知手段と、
前記複数の物体検知センサのうち前記探査波を送信したセンサとは異なるセンサが受信した反射波である間接波により前記物体を検知する第２検知手段と、
前記第１検知手段及び前記第２検知手段の検知結果に基づいて、三角測量の原理により前記物体の位置情報を算出する位置算出手段と、
前記位置算出手段により算出した前記位置情報が前記移動体の進路領域内にある場合に、前記位置情報のうち前記移動体の進行方向に直交する方向の位置情報である横位置情報と、前記位置算出手段により算出した位置情報の信頼度とに基づいて、前記物体が前記移動体の接触対象か否かを判定する接触判定手段と、
を備えることを特徴とする物体検知装置。
前記接触判定手段は、前記信頼度に基づいて、前記横位置情報の検知ばらつきが生じるばらつき範囲を設定し、該設定したばらつき範囲と前記進路領域との位置関係に基づいて、前記物体が前記移動体の接触対象か否かを判定する請求項１に記載の物体検知装置。
前記接触判定手段は、前回の演算周期までに前記物体が前記移動体の接触対象であると判定した場合に、該判定した後の演算周期において、前記信頼度に対する前記ばらつき範囲を判定前よりも小さく設定する請求項２に記載の物体検知装置。
前記接触判定手段は、前記信頼度に応じた縮小率で前記進路領域を前記移動体の進行方向に直交する方向に縮小した縮小範囲を設定し、該設定した縮小範囲と前記横位置情報との位置関係に基づいて、前記物体が前記移動体の接触対象か否かを判定する請求項１に記載の物体検知装置。
前記接触判定手段は、前回の演算周期までに前記物体が前記移動体の接触対象であると判定した場合に、該判定した後の演算周期において、前記信頼度に対する前記縮小範囲を判定前よりも大きく設定する請求項４に記載の物体検知装置。
前記反射波の受信時刻に基づいて前記移動体と前記物体との距離を算出する距離算出手段を備え、
前記接触判定手段は、前記位置算出手段により算出した前記位置情報が前記移動体の進路領域内にある場合に、前記横位置情報、前記信頼度及び前記距離算出手段により算出した距離に基づいて、前記物体が前記移動体の接触対象か否かを判定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体検知装置。
前記物体検知センサは、前記探査波として超音波を送信する超音波センサである請求項１〜６のいずれか一項に記載の物体検知装置。