JP2018165945A - 障害物検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】自車両と自車両外に存在する障害物との相対位置関係を、可及的正確に取得すること。【解決手段】障害物検知装置２０は、測距センサ２１と、撮像部２２と、制御部２６とを備えている。制御部２６は、測距センサ２１による受信波の受信結果に基づいて、探査波が既に照射された既照射領域に含まれる推定反射位置を取得する。制御部２６は、推定反射位置に基づいて、障害物の外形形状を認識する。制御部２６は、撮像部２２による撮像結果に基づいて、障害物を画像認識する。制御部２６は、撮像部２２により撮像された画像中に含まれる障害物における、既照射領域よりも車両進行方向側の未照射領域に含まれる箇所の、車両１０に対する相対位置を、障害物の外形形状の認識結果及び画像認識の結果に基づいて取得する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されることで、当該車両外に存在する障害物を検知するように構成された、障害物検知装置に関する。
この種の装置において、超音波センサ等の測距センサを用いたものが、従来種々提案されている（例えば特許文献１等参照）。
特開２０１３−１６０５２号公報
この種の装置においては、自車両と自車両外に存在する障害物との相対位置関係を、可及的正確に取得することが求められている。本発明は、上記に例示した事情等に鑑みてなされたものである。
請求項１に記載の障害物検知装置（２０）は、車両（１０）に搭載されることで、当該車両外に存在する障害物（Ｂ）を検知するように構成されている。
具体的には、この障害物検知装置は、
探査波を前記車両の外側に向けて発信するとともに、前記探査波の前記障害物による反射に起因し前記車両と前記障害物との距離に応じた強度を有する受信波を受信するように設けられた、測距センサ（２１）と、
前記車両の周囲の画像を撮像するように設けられた、撮像部（２２）と、
前記測距センサによる前記受信波の受信結果と、前記撮像部による前記画像の撮像結果とに基づいて、前記障害物を検知するように設けられた、検知処理部（２６）と、
を備えている。
また、この障害物検知装置において、
前記検知処理部は、
前記受信結果に基づいて、前記探査波が既に照射された既照射領域に含まれる位置であって前記受信波を反射した前記障害物上の位置であると推定される推定反射位置を取得し、
前記推定反射位置に基づいて、前記障害物の外形形状を認識し、
前記撮像部により撮像された前記画像中に含まれる前記障害物における、前記既照射領域よりも車両進行方向（ＤＴ）側の未照射領域に含まれる箇所の、前記車両に対する相対位置を、前記外形形状の認識結果及び前記画像認識の結果に基づいて取得する
ように構成されている。
なお、上記及び特許請求の範囲欄における各手段に付された括弧付きの参照符号は、同手段と後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
実施形態に係る障害物検知装置を搭載した車両の概略構成図である。 図１に示された障害物検知装置の機能ブロック図である。 図１に示された障害物検知装置の動作の概要を示す概念図である。 図１に示された障害物検知装置の動作の概要を示す概念図である。 図１に示された障害物検知装置の動作の概要を示す概念図である。 図１に示された障害物検知装置の動作の概要を示す概念図である。 図１に示された障害物検知装置における第一の動作例を示すフローチャートである。 図１に示された障害物検知装置における第一の動作例を示すフローチャートである。 図１に示された障害物検知装置における第二の動作例を示すフローチャートである。 図１に示された障害物検知装置における第二の動作例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、実施形態に対して適用可能な各種の変更については、変形例として、一連の実施形態の説明の後に、まとめて説明する。
（構成）
図１を参照すると、車両１０は、いわゆる四輪自動車であって、平面視にて略矩形状の車体１１を備えている。
以下、車両中心線ＶＬと平行な方向における一方であって、前進走行時の車両１０の移動方向側を、便宜上、「車両進行方向」と称する。車両進行方向は、図１において矢印ＤＴで示されている。上記の定義によれば、車両進行方向は、前進走行時における車両１０の走行軌跡の接線方向となる。
また、車両中心線ＶＬと直交する方向であって、車両１０の車幅を規定する方向を、「車幅方向」と称する。車幅方向は、図１において矢印ＤＷで示されている。車幅方向は、車高方向とも直交する方向である。「車高方向」は、車両１０を水平面に載置した場合の、重力作用方向の逆方向であり、図１において矢印ＤＨで示されている。
以下、車両１０又は車体１１の各部を参照する際に、車両進行方向を「前方」と称し、その反対方向を「後方」と称する。また、左手系の直交３次元座標系において、車両進行方向をｘ軸正方向とし、車高方向をｚ軸正方向とした場合の、車幅方向と平行なｙ軸正方向を「右方」と称し、その反対方向を「左方」と称する。「前側」、「後側」、「右側」、及び「左側」等の定義も、上記の各定義に準ずる。
車体１１における前側の端部である前面部１２には、フロントバンパー１３が装着されている。車体１１における後側の端部である後面部１４には、リアバンパー１５が装着されている。車体１１における側面部１６には、ドアパネル１７が設けられている。図１に示す具体例においては、左右にそれぞれ２枚ずつ、合計４枚のドアパネル１７が設けられている。前側の一対のドアパネル１７のそれぞれには、ドアミラー１８が装着されている。
車両１０には、障害物検知装置２０が搭載されている。障害物検知装置２０は、車両１０に搭載されることで、当該車両１０の外部に存在する障害物Ｂを検知可能に構成されている。具体的には、障害物検知装置２０は、測距センサ２１と、撮像部２２と、車速センサ２３と、シフトポジションセンサ２４と、舵角センサ２５と、制御部２６と、ディスプレイ２７とを備えている。以下、障害物検知装置２０を構成する各部の詳細について説明する。なお、図示の簡略化のため、障害物検知装置２０を構成する各部の間の電気接続関係は、図１においては省略されている。
測距センサ２１は、探査波ＷＳを車両１０の外側に向けて発信するとともに、障害物Ｂによる探査波ＷＳの反射に起因し車両１０と障害物Ｂとの距離に応じた強度を有する受信波ＷＲを受信するように設けられている。具体的には、本実施形態においては、測距センサ２１は、いわゆる超音波センサであって、超音波である探査波ＷＳを発信するとともに、超音波を含む受信波ＷＲを受信可能に構成されている。測距センサ２１は、制御部２６に電気接続されている。即ち、測距センサ２１は、制御部２６の制御下で探査波ＷＳを発信するとともに、受信波ＷＲの受信結果に対応する信号（以下「受信情報」と称する）を発生して制御部２６に送信するようになっている。
本実施形態においては、複数の測距センサ２１が、車体１１に装着されている。複数の測距センサ２１は、それぞれ、車両中心軸ＶＬから、車幅方向ＤＷにおけるいずれか一方側にシフトして配置されている。また、複数の測距センサ２１のうちの少なくとも一部は、車両進行方向と交差する方向に沿って探査波ＷＳを発信するように設けられている。
具体的には、フロントバンパー１３には、測距センサ２１としての、第一フロントソナーＳＦ１、第二フロントソナーＳＦ２、第三フロントソナーＳＦ３、及び第四フロントソナーＳＦ４が装着されている。同様に、リアバンパー１５には、測距センサ２１としての、第一リアソナーＳＲ１、第二リアソナーＳＲ２、第三リアソナーＳＲ３、及び第四リアソナーＳＲ４が装着されている。また、車体１１の側面部１６には、測距センサ２１としての、第一サイドソナーＳＳ１、第二サイドソナーＳＳ２、第三サイドソナーＳＳ３、及び第四サイドソナーＳＳ４が装着されている。
第一フロントソナーＳＦ１は、車両１０の左前方に探査波ＷＳを発信するように、車体１１の左前角部に配置されている。第二フロントソナーＳＦ２は、車両１０の右前方に探査波ＷＳを発信するように、車体１１の右前角部に配置されている。第一フロントソナーＳＦ１と第二フロントソナーＳＦ２とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
第三フロントソナーＳＦ３は、車両１０の略前方に探査波ＷＳを発信するように、第一フロントソナーＳＦ１と車両中心線ＶＬとの間に配置されている。第四フロントソナーＳＦ４は、車両１０の略前方に探査波ＷＳを発信するように、第二フロントソナーＳＦ２と車両中心線ＶＬとの間に配置されている。第三フロントソナーＳＦ３と第四フロントソナーＳＦ４とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
第一リアソナーＳＲ１は、車両１０の左後方に探査波ＷＳを発信するように、車体１１の左後角部に配置されている。第二リアソナーＳＲ２は、車両１０の右後方に探査波ＷＳを発信するように、車体１１の右後角部に配置されている。第一リアソナーＳＲ１と第二リアソナーＳＲ２とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
第三リアソナーＳＲ３は、車両１０の略後方に探査波ＷＳを発信するように、第一リアソナーＳＲ１と車両中心線ＶＬとの間に配置されている。第四リアソナーＳＲ４は、車両１０の略後方に探査波ＷＳを発信するように、第二リアソナーＳＲ２と車両中心線ＶＬとの間に配置されている。第三リアソナーＳＲ３と第四リアソナーＳＲ４とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
第一サイドソナーＳＳ１は、車両１０の左方に探査波ＷＳを発信するように、車両１０の前後方向について、左側のドアミラー１８と第一フロントソナーＳＦ１との間に配置されている。第二サイドソナーＳＳ２は、車両１０の右方に探査波ＷＳを発信するように、車両１０の前後方向について、右側のドアミラー１８と第二フロントソナーＳＦ２との間に配置されている。第一サイドソナーＳＳ１と第二サイドソナーＳＳ２とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
第三サイドソナーＳＳ３は、車両１０の左方に探査波ＷＳを発信するように、車両１０の前後方向について、左後側のドアパネル１７と第一リアソナーＳＲ１との間に配置されている。第四サイドソナーＳＳ４は、車両１０の右方に探査波ＷＳを発信するように、車両１０の前後方向について、右後側のドアパネル１７と第二リアソナーＳＲ２との間に配置されている。第三サイドソナーＳＳ３と第四サイドソナーＳＳ４とは、車両中心線ＶＬを挟んで対称に設けられている。
本実施形態においては、撮像部２２は、電荷結合素子（ＣＣＤ）等のイメージセンサを備えたカメラであって、車両１０の周囲の画像を撮像して、当該画像に対応する画像情報を取得するように設けられている。撮像部２２は、制御部２６に電気接続されている。即ち、撮像部２２は、制御部２６の制御下で画像情報を取得するとともに、取得した画像情報を制御部２６に送信するようになっている。本実施形態においては、車両１０には、複数の撮像部２２、即ち、フロントカメラＣＦ、リアカメラＣＢ、左側カメラＣＬ、及び右側カメラＣＲが搭載されている。
フロントカメラＣＦは、車両１０の前方の画像に対応する画像情報を取得するように、車体１１の前面部１２に装着されている。リアカメラＣＢは、車両１０の後方の画像に対応する画像情報を取得するように、車体１１の後面部１４に装着されている。左側カメラＣＬは、車両１０の左側方の画像に対応する画像情報を取得するように、左側のドアミラー１８に装着されている。右側カメラＣＲは、車両１０の右側方の画像に対応する画像情報を取得するように、右側のドアミラー１８に装着されている。
車速センサ２３、シフトポジションセンサ２４、及び舵角センサ２５は、制御部２６に電気接続されている。車速センサ２３は、車両１０の走行速度（以下単に「車速」と称する）に対応する信号を発生して、制御部２６に送信するように設けられている。シフトポジションセンサ２４は、シフトポジションに対応する信号を発生して、制御部２６に送信するように設けられている。舵角センサ２５は、操舵角に対応する信号を発生して、制御部２６に送信するように設けられている。
制御部２６は、車体１１の内部に設けられている。制御部２６は、いわゆる車載マイクロコンピュータであって、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ（例えばフラッシュＲＯＭ）、等を備えている。即ち、制御部２６は、ＣＰＵがＲＯＭ又は不揮発性ＲＡＭからプログラム（即ち後述の各ルーチン）を読み出して実行することで、各種の制御動作を実現可能に構成されている。また、ＲＯＭ又は不揮発性ＲＡＭには、プログラムの実行の際に用いられる各種のデータ（初期値、ルックアップテーブル、マップ等）が、予め格納されている。
検知処理部としての制御部２６は、測距センサ２１、撮像部２２、車速センサ２３、シフトポジションセンサ２４、及び舵角センサ２５から受信した信号及び情報に基づいて、障害物検知動作を実行するように構成されている。ディスプレイ２７は、車両１０における車室内に配置されている。ディスプレイ２７は、制御部２６の制御下で、障害物検知動作に伴う表示を行うように、制御部２６に電気接続されている。
次に、図２〜図４を参照しつつ、検知処理部としての制御部２６における、機能ブロック構成について説明する。図３は、車両１０が、車両進行方向に対して斜行するように立設した壁状の障害物Ｂに接近する様子を示す。なお、図３においては、図示及び説明の煩雑化を回避するため、車両１０は直進中とし、測距センサ２１等の図示が簡略化されている。これらは、後述する図５及び図６についても同様である。図４は、撮像部２２による撮像結果に基づく物体形状認識の様子を示す。
制御部２６は、測距センサ２１による受信波ＷＲの受信結果と、撮像部２２による画像の撮像結果に基づいて、障害物Ｂ（図３等参照）を検知するように構成されている。具体的には、図２に示されているように、制御部２６は、形状認識部６１と、画像認識部６３と、統合認識部６４とを有している。
推定反射位置取得部としての形状認識部６１は、測距センサ２１による受信波ＷＲの受信結果に基づいて、推定反射位置Ｐを取得するようになっている。また、形状認識部６１は、車両１０の移動中に、推定反射位置Ｐを順次取得可能となっている。
推定反射位置Ｐは、既照射領域に含まれる位置であって、受信波ＷＲを反射した障害物Ｂ上の位置であると推定される位置である。既照射領域とは、今回の車両１０の障害物Ｂとの接近に際して、探査波ＷＳが既に照射された、障害物Ｂの領域である。なお、取得された推定反射位置Ｐに対応する受信波ＷＲの受信結果には、推定反射位置Ｐの車両１０からの距離、即ち、推定反射位置Ｐの測距センサ２１からの距離に関する情報が含まれる。故に、推定反射位置Ｐは、受信結果に基づいて取得された距離に対応する、仮想的な障害物Ｂ上の位置である。
また、形状認識部６１は、推定反射位置Ｐに基づいて、障害物Ｂの外形形状を認識するようになっている。具体的には、形状認識部６１は、車両１０の移動中に順次取得した、少なくとも１個の推定反射位置Ｐに基づいて、障害物Ｂにおける、車両１０に対向する壁面Ｂ０の形状を認識するようになっている。
画像認識部６３は、撮像部２２により撮像された画像に基づいて、障害物Ｂの形状を認識するようになっている。具体的には、本実施形態においては、画像認識部６３は、周知の画像認識手法により、画像情報からエッジ等の特徴形状を抽出するようになっている。
統合認識部６４は、障害物Ｂにおける所望の注目箇所の、車両１０に対する相対位置を取得するようになっている。即ち、統合認識部６４は、形状認識部６１による外形形状の認識結果と、画像認識部６３による画像認識結果とに基づいて、上記の注目箇所の車両１０に対する相対位置を認識するようになっている。
具体的には、図３及び図４に示されているように、本実施形態においては、統合認識部６４は、撮像部２２により撮像された画像中に含まれる障害物Ｂにおける、既照射領域よりも車両進行方向側の未照射領域に含まれる箇所（例えば図３の端部Ｂ１及びこれに対応する図４の縦エッジＥＶ）の、車両１０に対する相対位置を、抽出したエッジ等の特徴形状と延長線ＥＬとに基づいて取得するようになっている。延長線ＥＬは、形状認識部６１により認識した外形形状に沿って、推定反射位置Ｐから車両進行方向側に延びるように形成された直線又は曲線である。
（動作概要）
以下、障害物検知装置２０における動作の概要について説明する。なお、下記の説明において、「推定反射位置Ｐ」の表現は、図３、図４及び図６に示されている推定反射位置Ｐを指す場合の他に、図５に示されている１個目の推定反射位置Ｐ１及びＮ個目の推定反射位置ＰＮをも総称する場合に用いられる場合がある。
図３に示されているように、障害物検知装置２０（即ち図１及び図２に示された制御部２６）は、車両１０の移動中に、測距センサ２１による受信波ＷＲの受信結果に基づいて、推定反射位置Ｐを順次取得する。また、障害物検知装置２０は、取得した推定反射位置Ｐに基づいて、障害物Ｂの外形形状を認識する。
具体的には、図５を参照すると、障害物検知装置２０は、車両１０が位置ＶＰ１に到達した時点で、推定反射位置Ｐ１を取得する。その後、障害物検知装置２０は、車両１０が位置ＶＰＮに到達するまで、Ｎ個の推定反射位置Ｐ、即ち推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを取得する。Ｎは２以上の整数である。
本実施形態における、推定反射位置Ｐ１、…ＰＮの取得方法を、推定反射位置Ｐ１の取得を代表例として説明する。即ち、Ｎ個の推定反射位置Ｐは、以下に説明する推定反射位置Ｐ１の取得方法と同様の方法で取得される。
障害物検知装置２０は、車両１０が位置ＶＰ１に到達する直前（例えば数百ミリ秒前）の時点において、障害物Ｂの壁面Ｂ０に対向する特定の測距センサ２１における受信波ＷＲの受信結果に基づいて、当該測距センサ２１と壁面Ｂ０との距離を取得する。これを「第一距離」と称する。上記の「特定の測距センサ２１」は、図５の例では、図１における第二サイドソナーＳＳ２である。同様に、障害物検知装置２０は、その直後の、車両１０が位置ＶＰ１に到達した時点においても、当該測距センサ２１における受信波ＷＲの受信結果に基づいて、当該測距センサ２１と壁面Ｂ０との距離を取得する。これを「第二距離」と称する。
第一距離が取得された時刻と、第二距離が取得された時刻との、時間間隔は、十分小さい。故に、その間の、車両１０の移動距離も僅かである。このため、第一距離に対応する探査波ＷＳを反射した壁面Ｂ０の位置と、第二距離に対応する探査波ＷＳを反射した壁面Ｂ０の位置とは、同一と仮定することができる。したがって、障害物検知装置２０は、第一距離を取得した時点の当該測距センサ２１の位置を中心として半径が第一距離となる第一円と、第二距離を取得した時点の当該測距センサ２１の位置を中心として半径が第二距離となる第二円との交点を、推定反射位置Ｐ１として取得する。
さらに、障害物検知装置２０は、推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを用いて形成される延長線ＥＬを取得する。延長線ＥＬは、推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを用いて、最小自乗法等の周知の近似方法により取得された、曲線又は直線である。即ち、延長線ＥＬは、１個目の推定反射位置Ｐ１を含む、Ｎ個の推定反射位置Ｐを用いて形成される、近似曲線又は近似直線である。例えば、Ｎ＝２である場合、推定反射位置Ｐ１を第一推定反射位置と称し、ＰＮ即ちＰ２を第二推定反射位置と称する。この場合、延長線ＥＬは、第一推定反射位置と第二推定反射位置とを結ぶ線分を延長した直線となる。Ｎ＝２の場合は、延長線ＥＬは、全ての推定反射位置Ｐを通る。これに対し、Ｎ≧３の場合は、延長線ＥＬは、全ての推定反射位置Ｐを通るとは限らない。
あるいは、上記のようにして取得した１個の推定反射位置Ｐに基づいて、延長線ＥＬを取得することも可能である。具体的には、図６に示されているように、障害物検知装置２０は、推定反射位置Ｐとこの推定反射位置Ｐに対応する測距センサ２１とを結ぶ線分と直交し且つ車高方向と直交する、推定反射位置Ｐを通る直線を、延長線ＥＬとして取得する。また、障害物検知装置２０は、この延長線ＥＬに基づいて、障害物Ｂの外形形状を認識する。即ち、障害物検知装置２０は、延長線ＥＬを、障害物Ｂにおける、車両１０に対向する壁面Ｂ０を構成する直線として認識する。
図５及び図６を参照すると、障害物検知装置２０は、取得した延長線ＥＬと画像認識結果とに基づいて、障害物Ｂにおける所望の注目箇所（例えば端部Ｂ１等）を検知する。具体的には、障害物検知装置２０は、撮像部２２により撮像された画像中にて、縦エッジＥＶが、推定反射位置Ｐよりも車両進行方向側、且つ車両中心軸ＶＬよりも車幅方向における当該推定反射位置Ｐ側にて、延長線ＥＬ上に存在するか否かを判定する。縦エッジＥＶが延長線ＥＬ上に存在する場合、障害物検知装置２０は、縦エッジＥＶの車両１０に対する相対位置を、障害物Ｂの端部Ｂ１の位置として取得する。
（動作例）
以下、本実施形態の構成による具体的な動作例について、フローチャートを用いて説明する。以下の動作例は、図３及び図４に示されているように、車両１０が、車両進行方向に対して斜行して立設した壁状の障害物Ｂに接近する場合に、障害物検知装置２０が車両進行方向側の障害物Ｂの端部Ｂ１を検出する場合を示す。なお、図面及び明細書中の以下の説明において、「ステップ」を単に「Ｓ」と略記する。また、以下のフローチャートの説明において、制御部２６のＣＰＵ及び不揮発性ＲＡＭを、単に「ＣＰＵ」及び「不揮発性ＲＡＭ」と略称する。
ＣＰＵは、所定の起動条件が成立した後、所定時間間隔で、図７に示した画像認識ルーチン及び図８に示した物体検知ルーチンを、繰り返し起動する。
図７に示した画像認識ルーチンが起動されると、まず、Ｓ７１にて、ＣＰＵは、撮像部２２から画像情報を取得する。次に、Ｓ７２にて、ＣＰＵは、画像認識部６３による画像認識動作（具体的にはエッジ抽出処理）を実行する。即ち、ＣＰＵは、撮像部２２により撮像された画像に基づいて、障害物Ｂにおける縦エッジＥＶ等の特徴形状を抽出する。最後に、Ｓ７３にて、ＣＰＵは、Ｓ７２による画像認識結果、即ち特徴形状の抽出結果を、不揮発性ＲＡＭに格納し、本ルーチンを一旦終了する。
図８に示した物体検知ルーチンが起動されると、まず、Ｓ８１にて、ＣＰＵは、受信情報、即ち、受信波ＷＲの受信結果に対応する情報を、測距センサ２１から取得する。次に、Ｓ８２にて、ＣＰＵは、受信波ＷＲの強度が所定の閾値強度ＷＲthを超えるか否かを判定する。受信波ＷＲの強度が所定の閾値強度ＷＲth以下である場合（即ちＳ８２＝ＮＯ）、ＣＰＵは、Ｓ８３以降の処理をすべてスキップして、本ルーチンを一旦終了する。よって、受信波ＷＲの強度が所定の閾値強度ＷＲthを超えるものとして（即ちＳ８２＝ＹＥＳ）、以下の動作例の説明を続行する。
受信波ＷＲの強度が所定の閾値強度ＷＲthを超える場合（即ちＳ８２＝ＹＥＳ）、ＣＰＵは、処理をＳ８３以降に進行させる。Ｓ８３にて、ＣＰＵは、取得した受信情報に基づいて、推定反射位置Ｐを取得する。図５の例においては、ＣＰＵは、車両１０の所定時間（例えば１秒）の進行中に、複数の推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを取得する。図６の例においては、ＣＰＵは、１個の推定反射位置Ｐを取得する。
次に、Ｓ８４にて、ＣＰＵは、形状認識部６１による、障害物Ｂの外形形状の認識動作を実行する。即ち、ＣＰＵは、取得した少なくとも１個の推定反射位置Ｐに基づいて、延長線ＥＬを取得する。続いて、Ｓ８５にて、ＣＰＵは、不揮発性ＲＡＭに格納された情報から、障害物Ｂにおける縦エッジＥＶの抽出結果を取得する。その後、ＣＰＵは、処理をＳ８６に進行させる。
Ｓ８６にて、ＣＰＵは、縦エッジＥＶが、推定反射位置Ｐよりも車両進行方向側、且つ車両中心軸ＶＬよりも車幅方向における当該推定反射位置Ｐ側にて、延長線ＥＬ上に存在するかどうかを判定する。縦エッジＥＶが延長線ＥＬ上に存在する場合（即ちＳ８６＝ＹＥＳ）、ＣＰＵは、処理をＳ８７に進行させる。Ｓ８７にて、ＣＰＵは、車両１０に対する縦エッジＥＶの相対位置（即ち方位及び距離）を取得し、本ルーチンを一旦終了する。一方、延長線ＥＬ上に縦エッジＥＶが存在しなかった場合（即ちＳ８６＝ＮＯ）、ＣＰＵは、Ｓ８７の処理をスキップして、本ルーチンを一旦終了する。
（効果）
図３に示されているように、車両１０が、車両進行方向に対して斜行して立設した壁状の障害物Ｂに、接近しつつ進行する場合がある。
この場合、測距センサ２１に基づく物体形状認識では、障害物Ｂにおける車両進行方向側の端部Ｂ１が探査波ＷＳの照射範囲外に存在する場合、端部Ｂ１が認識され難い。故に、測距センサ２１に基づく物体形状認識だけでは、この端部Ｂ１が、車両１０がこのまま進行した場合に車体１１と接触する可能性があるのかが判定され難い。また、測距センサ２１に基づく物体形状認識だけでは、この端部Ｂ１が車体１１と接触する可能性がある場合に、接触予定地点までの距離又は接触予定時間までの所要時間の判定が困難となる。
これに対し、本実施形態においては、障害物検知装置２０は、測距センサ２１に基づく外形形状の認識結果と、撮像部２２による撮像結果に基づく画像認識による特徴形状の認識結果とを統合することで、障害物Ｂの端部Ｂ１の位置を良好に取得（即ち推定）することができる。これにより、上記のような判定が、簡易且つ正確に行われ得る。即ち、本実施形態の構成によれば、自車両と自車両外に存在する障害物Ｂとの相対位置関係を、可及的正確に取得することが可能となる。
（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。故に、上記実施形態に対しては、適宜変更が可能である。以下、代表的な変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態と異なる部分についてのみ説明する。また、上記実施形態と変形例とにおいて、互いに同一又は均等である部分には、同一符号が付されている。したがって、以下の変形例の説明において、上記実施形態と同一の符号を有する構成要素に関しては、技術的矛盾又は特段の追加説明なき限り、上記実施形態における説明が適宜援用され得る。
本発明は、上記実施形態にて示された具体的な装置構成に限定されない。即ち、例えば、車両１０は、四輪自動車に限定されない。具体的には、車両１０は、三輪自動車であってもよいし、貨物トラック等の六輪又は八輪自動車でもよい。また、車両１０の種類は、内燃機関のみを備えた自動車であってもよいし、内燃機関を備えない電気自動車又は燃料電池車であってもよいし、ハイブリッド自動車であってもよい。ドアパネル１７の数も、特段の限定はない。
測距センサ２１が超音波センサである場合の、測距センサ２１の配置及び個数は、上記の具体例に限定されない。即ち、例えば、第三フロントソナーＳＦ３が車幅方向における中央位置に配置される場合、第四フロントソナーＳＦ４は省略される。同様に、第三リアソナーＳＲ３が車幅方向における中央位置に配置される場合、第四リアソナーＳＲ４は省略される。第三サイドソナーＳＳ３及び第四サイドソナーＳＳ４は、省略され得る。
測距センサ２１は、超音波センサに限定されない。即ち、例えば、測距センサ２１は、レーザレーダセンサ、又はミリ波レーダセンサであってもよい。
撮像部２２の配置及び個数は、上記の例に限定されない。即ち、例えば、左側カメラＣＬ及び右側カメラＣＲは、ドアミラー１８とは異なる位置に配置されてもよい。あるいは、左側カメラＣＬ及び右側カメラＣＲは、省略され得る。障害物検知装置２０により可能な複数の駐車支援動作のうちの、駐車態様選択動作については、フロントカメラＣＦのみによっても可能であるし、左側カメラＣＬ及び右側カメラＣＲのみによっても可能である。
上記実施形態においては、制御部２６は、ＣＰＵがＲＯＭ等からプログラムを読み出して起動する構成であった。しかしながら、本発明は、かかる構成に限定されない。即ち、例えば、制御部２６は、上記のような動作を可能に構成されたデジタル回路、例えばゲートアレイ等のＡＳＩＣであってもよい。ＡＳＩＣはAPPLICATION SPECIFIC INTEGRATED CIRCUITの略である。
本発明は、上記実施形態にて示された具体的な動作例及び処理態様に限定されない。例えば、認識結果の格納場所は、不揮発性ＲＡＭ以外の記憶媒体（例えばＲＡＭ及び／又は磁気記憶媒体）であってもよい。
受信波ＷＲに対応する距離の算出又は推定は、測距センサ２１に搭載されたプロセッサによって行われてもよいし、制御部２６によって行われてもよい。推定反射位置Ｐの取得方法は、上記の具体例に限定されない。例えば、推定反射位置Ｐは、受信波ＷＲの方位を特定方位と仮定することで、迅速且つ簡易に取得可能となる。この特定方位は、例えば、探査波ＷＳの発信範囲に対応する円錐の中心軸線方向とされ得る。あるいは、例えば、上記の円錐を構成する母線のうち、最も車両進行方向側のものと平行な方向とされ得る。これらの場合、仮定した特定方位と、取得した距離とによって、推定反射位置Ｐを取得することができる。
測距センサ２１がいわゆるアレイセンサ（例えば超音波アレイセンサ）である場合、障害物検知装置２０は、１個の測距センサ２１、即ち図３〜図６の例では第二サイドソナーＳＳ２の、１回の探査波ＷＳの送信及びこれに伴う受信波ＷＲの受信により、推定反射位置Ｐを特定することが可能である。この場合、障害物検知装置２０は、図５に示された推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを、より高い分解能で取得することが可能となる。あるいは、障害物検知装置２０は、図６に示された方法による、推定反射位置Ｐ及びこれに基づく延長線ＥＬの取得を、より短時間で完了することが可能となる。
上記の具体例においては、障害物検知装置２０は、複数の測距センサ２１を有している。このため、障害物検知装置２０は、複数の測距センサ２１の各々における送受信範囲が広い場合、互いに隣接する複数の測距センサ２１により受信された、複数の受信波ＷＲの、時間差及び／又は位相差を用いて、推定反射位置Ｐの方位を算出することが可能である。この場合も、障害物検知装置２０は、図５に示された推定反射位置Ｐ１、…ＰＮを、より高い分解能で取得することが可能となる。あるいは、障害物検知装置２０は、図６に示された方法による延長線ＥＬの取得を、より短時間で完了することが可能となる。
画像認識部６３における処理は、いわゆるＳＦＭ処理であってもよい。ＳＦＭはStructure From Motionの略である。即ち、画像認識部６３は、ＳＦＭ技術を用いて、障害物Ｂにおける特徴形状を三次元的に認識するようになっていてもよい。ＳＦＭ技術については、本願の出願時において、すでに周知である（例えば、特許第５０１２６１５号、特許第５７１４９４０号、等参照。）。故に、本明細書においては、ＳＦＭ技術又はＳＦＭ処理についての詳細な説明は省略する。
この場合、画像認識部６３は、車両１０の移動中に撮像部２２により撮像された複数の画像に基づいて、障害物Ｂの形状を三次元的に認識するように設けられている。また、端部認識部としての統合認識部６４は、障害物Ｂにおける所望の注目箇所の、車両１０に対する相対位置を取得するようになっている。即ち、統合認識部６４は、形状認識部６１による障害物Ｂの外形形状の認識結果と、画像認識部６３による障害物Ｂの画像認識結果とに基づいて、上記の注目箇所の車両１０に対する相対位置を取得するようになっている。
この変形例に対応する動作例を、図９及び図１０に示したフローチャートを用いて説明する。ＣＰＵは、所定の起動条件が成立した後、所定時間間隔で、図９に示した画像認識ルーチン及び図１０に示した物体検知ルーチンを、繰り返し起動する。
図９に示した画像認識ルーチンにおいて、Ｓ７１及びＳ７３の処理は、図７と同様である。よって、これらのステップの説明は省略する。Ｓ７１の処理の後、ＣＰＵは、処理をＳ９２に進行させる。Ｓ９２にて、ＣＰＵは、画像認識部６３による画像認識動作、即ちＳＦＭ処理を実行する。具体的には、ＣＰＵは、車両１０の移動中に撮像部２２により撮像された複数の画像に基づいて、障害物Ｂの三次元形状を認識する。その後、ＣＰＵは、処理をＳ７３に進行させる。
図１０に示した物体検知ルーチンにおいて、Ｓ８１〜Ｓ８４の処理は、図８と同様である。よって、これらのステップの説明は省略する。Ｓ８４の処理の後、ＣＰＵは、処理をＳ１０５に進行させる。Ｓ１０５にて、ＣＰＵは、不揮発性ＲＡＭに格納された、ＳＦＭ技術による画像認識結果に基づき、障害物Ｂの端部Ｂ１の抽出結果を取得する。その後、ＣＰＵは、処理をＳ１０６に進行させる。
Ｓ１０６にて、ＣＰＵは、障害物Ｂの端部Ｂ１が、推定反射位置Ｐよりも車両進行方向側、且つ車両中心軸ＶＬよりも車幅方向における当該推定反射位置Ｐ側にて、延長線ＥＬ上に存在するかどうかを判定する。端部Ｂ１が延長線ＥＬ上に存在する場合（即ちＳ１０６＝ＹＥＳ）、ＣＰＵは、処理をＳ１０７に進行させる。Ｓ１０７にて、ＣＰＵは、車両１０に対する端部Ｂ１の相対位置（即ち方位及び距離）を取得し、本ルーチンを一旦終了する。一方、延長線ＥＬ上に端部Ｂ１が存在しなかった場合（即ちＳ１０６＝ＮＯ）、ＣＰＵは、Ｓ１０７の処理をスキップして、本ルーチンを一旦終了する。
障害物Ｂの外形形状の「認識」は、当該外形形状の「取得」又は「推定」と言い換えられ得る。障害物Ｂにおける特徴形状の「抽出」は、当該特徴形状の「認識」と言い換えられ得る。障害物Ｂにおける端部Ｂ１の、車両１０に対する相対位置の「取得」は、当該相対位置の「推定」又は「算出」と言い換えられ得る。延長線ＥＬの「取得」は、「算出」と言い換えられ得る。
各判定処理における不等号は、等号付きであってもよいし、等号無しであってもよい。即ち、例えば、「閾値を超える」は、「閾値以上」に変更され得る。
変形例も、上記の例示に限定されない。また、複数の変形例が、互いに組み合わされ得る。更に、上記実施形態の全部又は一部と、変形例の全部又は一部とが、互いに組み合わされ得る。
１０ 車両
１１ 車体
２０ 障害物検知装置
２１ 測距センサ
２２ 撮像部
２６ 制御部
６１ 形状認識部
６３ 画像認識部
６４ 統合認識部
Ｂ 障害物

Claims (7)

  1. 車両（１０）に搭載されることで、当該車両外に存在する障害物（Ｂ）を検知するように構成された、障害物検知装置（２０）であって、
    探査波を前記車両の外側に向けて発信するとともに、前記探査波の前記障害物による反射に起因し前記車両と前記障害物との距離に応じた強度を有する受信波を受信するように設けられた、測距センサ（２１）と、
    前記車両の周囲の画像を撮像するように設けられた、撮像部（２２）と、
    前記測距センサによる前記受信波の受信結果と、前記撮像部による前記画像の撮像結果とに基づいて、前記障害物を検知するように設けられた、検知処理部（２６）と、
    を備え、
    前記検知処理部は、
    前記受信結果に基づいて、前記探査波が既に照射された既照射領域に含まれる位置であって前記受信波を反射した前記障害物上の位置であると推定される推定反射位置を取得し、
    前記推定反射位置に基づいて、前記障害物の外形形状を認識し、
    前記撮像結果に基づいて、前記障害物を画像認識し、
    前記撮像部により撮像された前記画像中に含まれる前記障害物における、前記既照射領域よりも車両進行方向（ＤＴ）側の未照射領域に含まれる箇所の、前記車両に対する相対位置を、前記外形形状の認識結果及び前記画像認識の結果に基づいて取得する
    ように構成された、障害物検知装置。
  2. 前記測距センサは、車両中心軸（ＶＬ）から車幅方向（ＤＷ）における一方側にシフトして配置された、
    請求項１に記載の障害物検知装置。
  3. 前記検知処理部は、前記撮像部により撮像された前記画像中にて、車高方向（ＤＨ）に沿ったエッジである縦エッジ（ＥＶ）が、前記推定反射位置よりも前記車両進行方向側且つ車両中心軸（ＶＬ）よりも車幅方向（ＤＷ）における一方側にて、前記外形形状に沿って前記推定反射位置から延びるように形成された延長線（ＥＬ）上に存在する場合、前記縦エッジの前記車両に対する相対位置を、前記障害物の端部位置として取得するように構成された、
    請求項１又は２に記載の障害物検知装置。
  4. 前記測距センサは、前記探査波としての超音波を発信及び受信可能に構成された超音波センサであって、車両進行方向（ＤＴ）と交差する方向に沿って前記探査波を発信するように設けられた、
    請求項１〜３のいずれか１つに記載の障害物検知装置。
  5. 前記検知処理部は、
    前記推定反射位置である第一推定反射位置（Ｐ１）を取得し、
    前記第一推定反射位置よりも前記車両進行方向側の前記推定反射位置である第二推定反射位置（ＰＮ）を取得し、
    前記撮像部により撮像された前記画像中に含まれる前記障害物における前記箇所が、前記第一推定反射位置と前記第二推定反射位置とを用いて形成される線を前記第一推定反射位置から前記第二推定反射位置に向かう方向に前記第二推定反射位置から延長した延長線（ＥＬ）上に存在する場合、前記相対位置を取得する
    ように構成された、
    請求項４に記載の障害物検知装置。
  6. 前記検知処理部は、前記推定反射位置と前記測距センサとを結ぶ線分と直交し且つ前記車高方向と直交する、前記推定反射位置を通る直線に基づいて、前記外形形状を認識するように構成された、
    請求項４に記載の障害物検知装置。
  7. 前記検知処理部は、
    前記推定反射位置を取得する、推定反射位置取得部（６１）と、
    前記車両の移動中に前記撮像部により撮像された複数の前記画像に基づいて、前記障害物の形状を三次元的に認識する、画像認識部（６３）と、
    前記推定反射位置取得部により取得された前記推定反射位置と、前記画像認識部による画像認識結果とに基づいて、前記障害物の端部位置を取得する、端部認識部（６４）と、
    を備えた、
    請求項１〜６のいずれか１つに記載の障害物検知装置。
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