JP2021050927A - Recognition device, vehicle control device, recognition method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、認識装置、車両制御装置、認識方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a recognition device, a vehicle control device, a recognition method, and a program.
従来、自車両の周辺の物標を認識する装置に関する発明が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この装置は、自車両の4つのタイヤの経路および自車両の前方の物標の位置情報に基づいて、障害物が4つのタイヤのいずれかに接触する単独接触物であるか、または、少なくとも2つのタイヤがほぼ同時に接触する同時接触物であるかを判定し、その判定結果に応じて、自車両の走行困難性を判定する際の判定閾値を異ならせている。 Conventionally, an invention relating to a device for recognizing a target around the own vehicle has been disclosed (see, for example, Patent Document 1). This device is a single contact object in which an obstacle contacts any of the four tires, or at least two, based on the path of the four tires of the own vehicle and the position information of the target in front of the own vehicle. It is determined whether or not the two tires are in contact with each other at almost the same time, and the determination threshold value for determining the running difficulty of the own vehicle is different depending on the determination result.
しかしながら、特許文献1に記載の装置では、自車両の前方を撮影した画像を解析して物標の位置を検知していたため、例えば悪天候時など、自車両の外部環境によっては、物標の位置を検知することが困難となる場合があった。 However, in the device described in Patent Document 1, since the position of the target is detected by analyzing the image taken in front of the own vehicle, the position of the target may be detected depending on the external environment of the own vehicle, for example, in bad weather. It may be difficult to detect.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、物標の位置を検知することについての信頼性を高めることができる認識装置、車両制御装置、認識方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a recognition device, a vehicle control device, a recognition method, and a program capable of increasing the reliability of detecting the position of a target. That is one of the purposes.
この発明に係る認識装置、車両制御装置、認識方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
(1):この発明の一態様に係る認識装置は、路面上を走行する車両に搭載される取得部であって、水平方向よりもオフセットした方向を含む複数の方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得する取得部と、前記取得部が、異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する検知部と、を備えるものである。
The recognition device, the vehicle control device, the recognition method, and the program according to the present invention have adopted the following configurations.
(1): The recognition device according to one aspect of the present invention is an acquisition unit mounted on a vehicle traveling on a road surface, and irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction to irradiate the road surface. An acquisition unit that analyzes the electromagnetic wave reflected by the above target and acquires distance measurement data representing the distance to the target, and the acquisition unit emits the electromagnetic wave in a direction offset from the horizontal direction at different timings. It is provided with a detection unit that detects the presence of the target on the road surface based on the change in the distance to the target obtained by irradiating.
(2):上記(1)の態様において、前記検知部は、所定俯角よりも上向きである第1群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データに基づいて、路面上の物標の存在を検知するものである。 (2): In the aspect of (1) above, the detection unit is a target on the road surface based on distance measurement data obtained by irradiating electromagnetic waves in the irradiation direction of the first group, which is upward from a predetermined depression angle. It detects the existence of.
(3):上記(2)の態様において、前記検知部は、所定方向における各所定範囲内で所定俯角よりも上向きである第1群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数が、前記所定俯角よりも下向きである第2群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数よりも少なく設定され、前記第1群に対して前記異なるタイミングでの電磁波を複合して使用するものである。 (3): In the aspect of (2) above, the detection unit irradiates electromagnetic waves in the irradiation direction of the first group, which is upward from the predetermined depression angle within each predetermined range in the predetermined direction, and obtains distance measurement data. The number is set to be smaller than the number of distance measurement data obtained by irradiating the electromagnetic wave in the irradiation direction of the second group, which is downward from the predetermined depression angle, and the electromagnetic wave at the different timing is applied to the first group. It is used in combination.
(4):上記(1)〜(3)の態様において、前記測距データは、前記取得部から見た高さ方向データを含み、前記検知部は、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データの占める位置を、路面上の物標の位置として検知するものである。 (4): In the above aspects (1) to (3), the distance measuring data includes the height direction data seen from the acquisition unit, and the detection unit refers to the data in the height direction of the road surface. The position occupied by the distance measurement data including the height direction data higher than a predetermined value is detected as the position of the target on the road surface.
(5):上記(1)〜(4)の態様において、前記検知部は、前記取得部により周期的に取得された測距データでかつ所定時間内で時間軸で連続する複数の測距データを用いて路面上の物標の存在を検知するものである。 (5): In the above aspects (1) to (4), the detection unit is the distance measurement data periodically acquired by the acquisition unit and a plurality of distance measurement data continuous on the time axis within a predetermined time. Is used to detect the presence of a target on the road surface.
(6):上記(1)〜(5)の態様において、前記測距データは、前記取得部から見た高さ方向データと、前記取得部から見た水平方向データとを含み、前記検知部は、前記高さ方向データを用いて前記物標の位置を特定し、前記物標の位置の特定に用いられた測距データに含まれる前記水平方向データを用いて前記車両の車幅方向における前記物標の長さを特定するものである。 (6): In the aspects (1) to (5) above, the ranging data includes height direction data seen from the acquisition unit and horizontal direction data seen from the acquisition unit, and the detection unit. Uses the height direction data to identify the position of the target, and uses the horizontal data included in the distance measurement data used to specify the position of the target in the vehicle width direction of the vehicle. It specifies the length of the target.
(7):上記(1)〜(6)の態様において、前記取得部は、前記車両の車幅方向の一方側に配置された第1取得部と、前記車両の車幅方向の他方側に配置された第2取得部とを含み、前記検知部は、前記第1取得部による電磁波の照射範囲と前記第2取得部による電磁波の照射範囲とが重なる範囲において得られる測距データを用いて、路面上の物標の存在を検知するものである。 (7): In the aspects (1) to (6) above, the acquisition unit is located on one side of the vehicle width direction and on the other side of the vehicle width direction. The detection unit includes the arranged second acquisition unit, and the detection unit uses the ranging data obtained in the range where the irradiation range of the electromagnetic wave by the first acquisition unit and the irradiation range of the electromagnetic wave by the second acquisition unit overlap. , Detects the presence of a target on the road surface.
(8):本発明の他の態様に係る車両制御装置は、上記(1)〜(7)のいずれかの態様の認識装置と、車両の速度または操舵を制御する運転制御部であって、前記認識装置により路面上に物標があると判定された場合に制御の度合いを抑制する運転制御部と、を備えるものである。 (8): The vehicle control device according to another aspect of the present invention is a recognition device according to any one of the above (1) to (7) and a driving control unit that controls the speed or steering of the vehicle. It is provided with an operation control unit that suppresses the degree of control when it is determined by the recognition device that there is a target on the road surface.
(9):本発明の他の態様に係る認識方法は、コンピュータが、路面上を走行する車両に搭載される取得部により、水平方向よりもオフセットした方向を含む複数の方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得し、異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知するものである。 (9): In the recognition method according to another aspect of the present invention, a computer irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction by an acquisition unit mounted on a vehicle traveling on a road surface. , The electromagnetic wave reflected by the target on the road surface is analyzed to acquire the distance measurement data representing the distance to the target, and the electromagnetic wave is irradiated in a direction offset from the horizontal direction at different timings. The presence of the target on the road surface is detected based on the change in the distance to the target.
(10):本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、路面上を走行する車両に搭載される取得部により、水平方向よりもオフセットした方向を含む複数の方向に電磁波を照射させ、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得させる処理と、異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する処理と、を実行させるものである。 (10): In the program according to another aspect of the present invention, the computer is made to irradiate electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction by an acquisition unit mounted on a vehicle traveling on a road surface. Obtained by analyzing the electromagnetic waves reflected by the target on the road surface and acquiring distance measurement data representing the distance to the target, and by irradiating the electromagnetic waves in a direction offset from the horizontal direction at different timings. Based on the change in the distance to the target, the process of detecting the presence of the target on the road surface is executed.
(1)〜(10)によれば、物標の位置を検知することについての信頼性を高めることができる。 According to (1) to (10), it is possible to increase the reliability of detecting the position of the target.
以下、図面を参照し、本発明の認識装置、車両制御装置、認識方法、およびプログラムの実施形態について説明する。 Hereinafter, the recognition device, the vehicle control device, the recognition method, and the embodiment of the program of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、第1実施形態に係る認識装置100の設置の一例を示す図である。認識装置100は、例えば、ライダー(Light Detection and Ranging)110と、制御装置120とを備える。ライダー110は、車両Mの任意の方向を見渡すことができる位置に取り付けられる。図1の例では、ライダー110は車両Mの前端部における道路面からの高さがhの位置に取り付けられている。高さhは、例えば数十[cm]程度である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing an example of installation of the
ライダー110は、水平方向よりも下向きの方向を含む複数の方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して物標までの距離を表す測距データを取得する。ライダー110は、「取得部」の一例である。ライダー110は、例えば、光を照射して反射光を検出し、照射から検出までの時間Tを測定することで物標の輪郭までの距離を取得する。ライダー110は、光の照射方向を、仰角または俯角(上下方向の照射方向)と、方位角(水平方向の照射方向)との双方について変更可能である。ライダー110は、例えば、上下方向の照射方向を固定して水平方向の照射方向を変えながらスキャンを行い、次いで上下方向の照射方向を変更し、変更した角度で上下方向の照射方向を固定して水平方向の照射方向を変えながらスキャンを行う、という動作を繰り返し行う。以下、上下方向の照射方向のことを「レイヤ」と称し、レイヤを固定して水平方向の照射方向を変えながら行う一回のスキャンのことを「サイクル」と称し、水平方向の照射方向のことを「アジマス」と称する。レイヤは、例えばL1〜Lnまで有限数で設定される(nは自然数)。レイヤの変更は、例えば、前回のサイクルで照射した光が今回のサイクルにおける検知に干渉しないように、L0→L4→L2→L5→L1…というように角度に関して不連続に行われる。なお、これに限らず、レイヤの変更が角度に関して連続的に行われても構わない。
The
ライダー110は、例えば、{レイヤ、アジマス、時間T、検出した反射光の強度P}を含む測距データを制御装置120に出力する。ライダー110は、車両Mへの取り付けに関するアライメント情報を有しており、アライメント情報を用いて、ライダー110から見た方向を認識する。ライダー110は、ライダー110から見た高さ方向データとして「レイヤ」を取得する。ライダー110は、ライダー110から見た水平方向データとして「アジマス」を取得する。制御装置120は、車両Mにおける任意の箇所に設置される。
The
図2は、第1実施形態に係る認識装置100の内部構成等を示す図である。認識装置100は、例えば、制御装置120がライダー110からの出力を利用して認識処理を行い、認識結果を出力先機器200に出力する。認識結果は、ライダー110から入力された測距データから把握される反射点を連ねて推定される物標の存在を判定した結果が含まれる。出力先機器200は、各種の運転支援装置、自動運転制御装置、表示装置、スピーカなどである。
FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration and the like of the
制御装置120は、例えば、検知部122を備える。この構成要素は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めHDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROMなどの着脱可能な記憶媒体(非一過性の記憶媒体)に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
The
検知部122は、ライダー110により取得された測距データを用いて路面上の物標の存在を検知する。検知部122は、例えば、ライダー110により周期的に取得された測距データでかつ所定時間内で時間軸で連続する複数の測距データを用いて路面上の物標の存在を検知する。物標には、例えば、車両M、および、道路上に描画または埋設された道路標示が含まれる。道路標示は、白線や黄線の実線または破線の態様で道路面に描画されたり、ボッツドッツやキャッツアイの態様で道路に埋設されたりした道路区画線、或いは道路面に描画された法定速度や横断歩道予告などの道路標示である。
The
検知部122は、車両Mの走行時に、ライダー110により周期的に取得される測距データを用いて、路面上の物標の存在を検知する。検知部122は、例えば、ライダー110が、異なるタイミングで水平方向よりも下向きの方向に電磁波を照射することで取得された物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する。検知部122は、例えば、ライダー110により所定時間内の第1タイミングで取得した測距データと、ライダー110により所定時間内の第2タイミングで取得した測距データとを比較し、測距データが表す物標までの距離の変化量が閾値以上である場合に、路面上の物標の存在を検知する。
The
検知部122は、例えば、水平方向よりも照射方向が下方のレイヤで光が照射された際の測距データに基づいて、路面上の物標の存在を検知する。水平方向よりも照射方向が下方のレイヤとは、例えば、図1に示すレイヤL0である。これに限らず、水平方向よりも照射方向が下方のレイヤは、L0、L1、L2のように複数のレイヤを含んでもよい。以下の説明では、「水平方向よりも照射方向が下方のレイヤ」をレイヤL0と表記する。検知部122は、例えば、ライダー110により取得された測距データのうち、レイヤ、アジマス、時間Tを用いて、電磁波の反射位置を算出すると共に、反射された電磁波の強度Pに基づいて、路面上の物標の存在を検知してもよい。
The
検知部122は、例えば、電磁波の照射方向が所定俯角よりも上向きである第1群の照射方向において得られる測距データに基づいて、路面上の物標の存在を検知する。検知部122は、例えば、電磁波の照射方向が所定俯角よりも上向きである第1群の照射方向において得られる測距データの数が、電磁波の照射方向が所定俯角よりも下向きである第2群の照射方向において得られる測距データの数よりも少ない場合に、路面上の物標の存在を検知する。
The
検知部122は、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを用いて路面上の物標の位置を検知する。検知部122は、例えば、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データの占める位置を、路面上の物標の位置として検知する。検知部122は、例えば、高さ方向データを用いて物標の位置を特定し、物標の位置の特定に用いられた測距データに含まれる水平方向データを用いて車両Mの車幅方向における物標の長さを特定する。
The
図3および図4は、検知部122が道路区画線の存在を特定する仕組みについて説明するための図である。図3は、車両Mにカメラが搭載されているとした場合のカメラ画像を示しており、図4は、図3と同じ位置に車両Mが存在する場合に、ライダー110の出力から認識される三次元の反射点分布を示している。図3の例において、カメラはフロントウインドシールドの上部などに取り付けられている。図3に示すように道路面RFが比較的暗い色に視認され、道路区画線SLが道路面RFよりも明確に明るい色である場合、色の相違は光の反射率の違いであるため、反射光の強度Pに相違が生じる。検知部122は、例えば、強度Pの絶対値が第1閾値以上であり、且つ、アジマス方向に一つ隣の反射点との強度Pの差分が第2閾値以上である反射点を道路区画線SLの候補(候補点CP)とし、候補点CPが道路平面において直線状に並んでいる場合に、その並んでいる候補点CPの集合を道路区画線SLであると特定(推定)する。道路面RFの色や道路区画線SLの反射率は国によって異なるため、上記に限らず適切な規則で道路区画線SLが特定されてよい。
3 and 4 are diagrams for explaining a mechanism by which the
次に、第1実施形態に係る認識装置100により実行される処理の流れの一例を説明する。図5のフローチャートの処理は、例えば、所定の周期で繰り返される。
Next, an example of the flow of processing executed by the
まず、検知部122は、ライダー110から測距データを取得する(ステップS100)。次に、検知部122は、処理に必要な所定数の測距データがメモリに蓄積されたか否かを判定する(ステップS102)。なお、ライダー110から所定数の測距データをまとめて取得する場合、ステップS102の判定は不要である。
First, the
検知部122は、所定数の測距データがメモリに蓄積された場合、測距データの変化量が閾値以上であるか否かを判定する(ステップS104)。
When a predetermined number of distance measurement data is stored in the memory, the
検知部122は、測距データの変化量が閾値以上であると判定した場合、測距データに基づいて路面上の物標の存在を検知する(ステップS106)。これによって、本フローチャートの処理が終了する。
When the
検知部122は、測距データの変化量が閾値未満であると判定した場合、ステップS106の処理を経ることなく、本フローチャートの処理が終了する。
When the
次に、第1実施形態に係る認識装置100の動作について説明する。
Next, the operation of the
認識装置100は、車両Mの走行時に、ライダー110により測距データを周期的に取得する。認識装置100は、ライダー110により取得される測距データの変化量が閾値以上である場合、路面上の物標の存在を検知する。認識装置100は、路面上の物標の存在を検知した場合、測距データに含まれる高さ方向データを用いて物標の位置を特定し、物標の位置の特定に用いられた測距データに含まれる水平方向データを用いて車両Mの車幅方向における物標の長さを特定する。
The
図6は、認識装置100が物標の位置を特定する場合の動作を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation when the
図6に示すように、認識装置100は、路面上の物標の位置を特定する際には、まず、電磁波の照射方向を変化させつつ測距データを周期的に取得する。そして、認識装置100は、所定方向における各所定範囲内で所定俯角よりも上向きである第1群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数と、所定俯角よりも下向きである第2群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数とを比較する。図示の例では、第1群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数が、第2群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データの数よりも少なく設定されている。認識装置100は、第1群の照射方向に対して異なるタイミングで照射した電磁波を複合して使用することで、路面上の物標の存在を検知する。この場合、認識装置100は、第1群の照射方向に電磁波を照射して得られる測距データのうち、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データを抽出し、抽出した測距データの占める位置を、路面上の物標の位置として検知する。なお、図示の例では、第1群の照射方向の中でも所定範囲内の電磁波の数が異なる。そのため、第1群の照射方向のうち、所定範囲内の電磁波の数が相対的に多い第1−A群(粗な領域)と、所定範囲内の電磁波の数が相対的に少ない第1−B群(より粗な領域)とを設定し、第1−B群は、第1−A群に比して、より多い電磁波を物体認識に使用してもよい。特に、車体からの距離が離れるほど所定範囲内の電磁波の多さでグルーピングされる領域は広くなっていくため、車体から遠い領域ほど、電磁波を用いた路面上の物標の存在の検知は容易となる。
As shown in FIG. 6, when specifying the position of the target on the road surface, the
図7は、認識装置100が車両Mの車幅方向における物標の長さを特定する場合の動作を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation when the
図7に示すように、認識装置100は、車両Mの車幅方向における物標の長さを特定する際には、まず、ライダー110から電磁波を放射状に照射して複数の測距データを取得する。この場合、ライダー110からの電磁波の照射範囲は、ライダー110を基準として車両Mの車幅方向の両側に広がる範囲である。そして、ライダー110は、電磁波の照射範囲に含まれる複数の照射方向に向けて電磁波を放射状に照射して複数の測距データを取得する。また、認識装置100は、複数の測距データのうち、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データを抽出する。路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データは、物標の位置の特定に用いられた測距データに相当する。認識装置100は、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データに含まれる水平方向データを用いて車両Mの車幅方向における物標の長さを特定する。図示の例では、認識装置100は、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データのうち、車両Mの車幅方向における一端側に位置する測距データと、同方向における他端側に位置する測距データとの距離L1を、車両Mの車幅方向における物標の長さとして特定する。
As shown in FIG. 7, when specifying the length of the target in the vehicle width direction of the vehicle M, the
上記説明した第1実施形態に係る認識装置100によれば、物標の位置を検知することについての信頼性を高めることができる。例えば、車両Mに搭載されたカメラにより撮影された画像を用いて物標の位置を検知する場合には、自車両の外部環境によっては、物標の位置を検知することが困難となることがあった。したがって、第1実施形態に係る認識装置100によれば、自車両の外部環境の影響を比較的受けにくいライダー110の検出結果を用いて物標の位置を検知する。これにより、物標の位置を検知することについての信頼性を高めることができる。
According to the
<第2実施形態>
以下、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比較すると、車両の車幅方向の両側にライダーを搭載し、これらのライダーにより取得される測距データを用いて物標の位置を検知する点で処理内容が異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described. Compared with the first embodiment, the second embodiment is processed in that riders are mounted on both sides in the vehicle width direction of the vehicle and the position of the target is detected using the distance measurement data acquired by these riders. The content is different. Hereinafter, this difference will be mainly described.
図8は、第2実施形態に係る認識装置100Aの内部構成等を示す図である。認識装置100Aの検知部122は、第1ライダー110Aからの出力、および、第2ライダー110Bからの出力を利用して路面上の物標の位置を検知する。第1ライダー110Aは、車両Mの車幅方向の一方側に配置される。第1ライダー110Aは、「第1取得部」の一例である。第2ライダー110Bは、車両Mの車幅方向の他方側に配置される。第2ライダー110Bは、「第2取得部」の一例である。認識装置100Aの検知部122は、例えば、第1ライダー110Aの探査範囲と第2ライダー110Bの探査範囲とが重複する範囲から取得された測距データを用いて物標の位置を検知する。
FIG. 8 is a diagram showing an internal configuration and the like of the
上記説明した第2実施形態に係る認識装置100Aによれば、第1実施形態に係る認識装置100と同様の効果を奏する他、複数のライダー110A,110Bにより取得された測距データを用いて物標の位置を検知するため、物標の位置を検知することについての信頼性をより一層高めることができる。
According to the
<第3実施形態>
以下、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、認識装置(100または100A)が出力先機器200と共に車両制御装置を構成するものである。ここでは、出力先機器200に相当するものが、自動運転を行うための制御装置であるものとする。
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described. In the third embodiment, the recognition device (100 or 100A) constitutes the vehicle control device together with the
図9は、認識装置を利用する自動運転制御装置400の構成等を示す図である。本図に示す構成は、車両に搭載される。車両には、例えば、カメラ310と、レーダ装置312と、ライダー314と、物体認識装置316と、通信装置320と、HMI(Human Machine Interface)330と、車両センサ340と、ナビゲーション装置350と、MPU(Map Positioning Unit)360と、運転操作子380と、自動運転制御装置400と、走行駆動力出力装置500と、ブレーキ装置510と、ステアリング装置520とを備える。これらの装置や機器は、CAN(Controller Area Network)通信線等の多重通信線やシリアル通信線、無線通信網等によって互いに接続される。なお、図9に示す構成はあくまで一例であり、構成の一部が省略されてもよいし、更に別の構成が追加されてもよい。図9に示す構成のうち、物体認識装置316または認識部430が、第1または第2実施形態で説明した制御装置120と同様の機能を有する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration and the like of an automatic
カメラ310は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の固体撮像素子を利用したデジタルカメラである。カメラ310は、車両システム1が搭載される車両(以下、自車両M)の任意の箇所に取り付けられる。前方を撮像する場合、カメラ310は、フロントウインドシールド上部やルームミラー裏面等に取り付けられる。カメラ310は、例えば、周期的に繰り返し自車両Mの周辺を撮像する。カメラ310は、ステレオカメラであってもよい。
The
ライダー314は、第1または第2実施形態におけるライダー110、110A、110Bと同様のものである。レーダ装置312は、自車両Mの周辺にミリ波などの電波を放射すると共に、物体によって反射された電波(反射波)を検出して少なくとも物体の位置(距離および方位)を検出する。レーダ装置312は、自車両Mの任意の箇所に取り付けられる。
The
物体認識装置316は、カメラ310、レーダ装置312、およびライダー314のうち一部または全部による検出結果に対してセンサフュージョン処理を行って、物標の位置、種類、速度などを認識する。物体認識装置316は、認識結果を自動運転制御装置400に出力する。物体認識装置316は、カメラ310、レーダ装置312、およびライダー314の検出結果をそのまま自動運転制御装置400に出力してよい。また、物体認識装置316は省略されてもよい。
The
通信装置320は、例えば、自車両Mの周辺に存在する他車両と通信したり、無線基地局を介して各種サーバ装置と通信したりする。HMI330は、自車両Mの乗員に対して各種情報を提示すると共に、乗員による入力操作を受け付ける。HMI330は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。車両センサ340は、自車両Mの速度を検出する車速センサ、加速度を検出する加速度センサ、鉛直軸回りの角速度を検出するヨーレートセンサ、自車両Mの向きを検出する方位センサ等を含む。
The
ナビゲーション装置350は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)受信機351と、ナビHMI352と、経路決定部353とを備える。ナビゲーション装置350は、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第1地図情報354を保持している。GNSS受信機351は、GNSS衛星から受信した信号に基づいて、自車両Mの位置を特定する。自車両Mの位置は、車両センサ340の出力を利用したINS(Inertial Navigation System)によって特定または補完されてもよい。ナビHMI352は、表示装置、スピーカ、タッチパネル、キーなどを含む。経路決定部353は、例えば、GNSS受信機351により特定された自車両Mの位置(或いは入力された任意の位置)から、ナビHMI352を用いて乗員により入力された目的地までの経路(以下、地図上経路)を、第1地図情報354を参照して決定する。地図上経路は、MPU360に出力される。ナビゲーション装置350は、地図上経路に基づいて、ナビHMI352を用いた経路案内を行ってもよい。ナビゲーション装置350は、例えば、乗員の保有するスマートフォンやタブレット端末等の端末装置の機能によって実現されてもよい。ナビゲーション装置350は、通信装置320を介してナビゲーションサーバに現在位置と目的地を送信し、ナビゲーションサーバから地図上経路と同等の経路を取得してもよい。
The
MPU360は、例えば、推奨車線決定部361を含み、HDDやフラッシュメモリなどの記憶装置に第2地図情報362を保持している。推奨車線決定部361は、ナビゲーション装置350から提供された地図上経路を複数のブロックに分割し(例えば、車両進行方向に関して100[m]毎に分割し)、第2地図情報362を参照してブロックごとに推奨車線を決定する。推奨車線決定部361は、地図上経路に分岐箇所が存在する場合、自車両Mが、分岐先に進行するための合理的な経路を走行できるように、推奨車線を決定する。第2地図情報362は、第1地図情報354よりも高精度な地図情報である。
The
運転操作子380は、例えば、アクセルペダル、ブレーキペダル、シフトレバー、ステアリングホイール、異形ステア、ジョイスティックその他の操作子を含む。運転操作子380には、操作量あるいは操作の有無を検出するセンサが取り付けられており、その検出結果は、自動運転制御装置400、もしくは、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520のうち一部または全部に出力される。
The
自動運転制御装置400は、例えば、第1制御部420と、第2制御部460とを備える。第1制御部420と第2制御部460は、それぞれ、例えば、CPUなどのハードウェアプロセッサがプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGA、GPUなどのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め自動運転制御装置400のHDDやフラッシュメモリなどの記憶装置(非一過性の記憶媒体を備える記憶装置)に格納されていてもよいし、DVDやCD−ROMなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体(非一過性の記憶媒体)がドライブ装置に装着されることで自動運転制御装置400のHDDやフラッシュメモリにインストールされてもよい。
The automatic
第1制御部420は、例えば、認識部430と、行動計画生成部440とを備える。第1制御部420は、例えば、AI(Artificial Intelligence;人工知能)による機能と、予め与えられたモデルによる機能とを並行して実現する。例えば、「交差点を認識する」機能は、ディープラーニング等による交差点の認識と、予め与えられた条件(パターンマッチング可能な信号、道路標示などがある)に基づく認識とが並行して実行され、双方に対してスコア付けして総合的に評価することで実現されてよい。これによって、自動運転の信頼性が担保される。行動計画生成部440と第2制御部460とを合わせたものが「運転制御部」の一例である。
The first control unit 420 includes, for example, a
認識部430は、カメラ310、レーダ装置312、およびライダー314から物体認識装置316を介して入力された情報に基づいて、自車両Mの周辺にある物体の位置、および速度、加速度等の状態を認識する。物体の位置は、例えば、自車両Mの代表点(重心や駆動軸中心など)を原点とした絶対座標上の位置として認識され、制御に使用される。物体の位置は、その物体の重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。物体の「状態」とは、物体の加速度やジャーク、あるいは「行動状態」(例えば車線変更をしている、またはしようとしているか否か)を含んでもよい。
The
また、認識部430は、例えば、自車両Mが走行している車線(走行車線)を認識する。例えば、認識部430は、第2地図情報362から得られる道路区画線のパターン(例えば実線と破線の配列)と、カメラ310によって撮像された画像から認識される自車両Mの周辺の道路区画線のパターンとを比較することで、走行車線を認識する。なお、認識部430は、道路区画線に限らず、道路区画線や路肩、縁石、中央分離帯、ガードレールなどを含む走路境界(道路境界)を認識することで、走行車線を認識してもよい。この認識において、ナビゲーション装置350から取得される自車両Mの位置やINSによる処理結果が加味されてもよい。また、認識部430は、一時停止線、障害物、赤信号、料金所、その他の道路事象を認識する。
Further, the
認識部430は、走行車線を認識する際に、走行車線に対する自車両Mの位置や姿勢を認識する。認識部430は、例えば、自車両Mの基準点の車線中央からの乖離、および自車両Mの進行方向の車線中央を連ねた線に対してなす角度を、走行車線に対する自車両Mの相対位置および姿勢として認識してもよい。これに代えて、認識部430は、走行車線のいずれかの側端部(道路区画線または道路境界)に対する自車両Mの基準点の位置などを、走行車線に対する自車両Mの相対位置として認識してもよい。
When recognizing the traveling lane, the
行動計画生成部440は、原則的には推奨車線決定部361により決定された推奨車線を走行し、更に、自車両Mの周辺状況に対応できるように、自車両Mが自動的に(運転者の操作に依らずに)将来走行する目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、目標軌道は、自車両Mの到達すべき地点(軌道点)を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離(例えば数[m]程度)ごとの自車両Mの到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間(例えば0コンマ数[sec]程度)ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における自車両Mの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
In principle, the action
行動計画生成部440は、目標軌道を生成するにあたり、自動運転のイベントを設定してよい。自動運転のイベントには、定速走行イベント、低速追従走行イベント、車線変更イベント、分岐イベント、合流イベント、テイクオーバーイベントなどがある。行動計画生成部440は、起動させたイベントに応じた目標軌道を生成する。
The action
第2制御部460は、行動計画生成部440によって生成された目標軌道を、予定の時刻通りに自車両Mが通過するように、走行駆動力出力装置500、ブレーキ装置510、およびステアリング装置520を制御する。
The
このように、行動計画生成部440は、認識部430の認識結果に基づいて、車両の速度または操舵を制御する。そして、行動計画生成部440は、第1または第2実施形態で説明した認識装置と同様の機能を有する物体認識装置316または認識部430によって、車両が存在する道路の路面上に物標があると判定された場合に、自動運転に係る制御の度合いを抑制する。例えば、行動計画生成部440は、自動運転から手動運転に切り替えるための処理を行ったり、自動運転の中でも制御度合いの高い状態(運転者に課される注意義務が低い状態)から制御度合いの低い状態(運転者に課される注意義務が高い状態)に切り替えたりする。これによって、物標のある状態で無理な制御が行われるような事態が生じるのを抑制することができる。
In this way, the action
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
路面上を走行する車両に搭載される取得部により、水平方向よりも下向きの方向を含む複数の方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得し、
異なるタイミングで水平方向よりも下向きの方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する、
ように構成されている、認識装置。
The embodiment described above can be expressed as follows.
A storage device that stores programs and
With a hardware processor,
When the hardware processor executes a program stored in the storage device,
An acquisition unit mounted on a vehicle traveling on the road surface irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction downward from the horizontal direction, analyzes the electromagnetic waves reflected by the target on the road surface, and reaches the target. Obtain distance measurement data representing the distance of
The presence of the target on the road surface is detected based on the change in the distance to the target obtained by irradiating the electromagnetic wave in a direction downward from the horizontal direction at different timings.
A recognition device that is configured to.
<各実施形態の変形例>
上記第1および第2実施形態において、検知部122は、ライダー110に代えて、または加えて、レーダ装置の検出結果を用いて路面上の物標の領域を特定してもよい。
<Modification example of each embodiment>
In the first and second embodiments, the
上記第1〜第3実施形態において、ライダー110は、水平方向よりも上向きの方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して物標までの距離を表す測距データを取得してもよい。この場合、道路に飛び出した枝木や看板の正確な位置を早期に把握することが可能である。
In the first to third embodiments, the
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等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内において種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above using the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and substitutions are made without departing from the gist of the present invention. Can be added.
100,100A…認識装置、110…ライダー、110A…第1ライダー、110B…第2ライダー、120…制御装置、122…検知部、316…物体認識装置、400…自動運転制御装置、430…認識部、440…行動計画生成部。
100, 100A ... recognition device, 110 ... rider, 110A ... first rider, 110B ... second rider, 120 ... control device, 122 ... detection unit, 316 ... object recognition device, 400 ... automatic operation control device, 430 ...
Claims (10)
前記取得部が、異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する検知部と、
を備える認識装置。 An acquisition unit mounted on a vehicle traveling on a road surface, which irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction, analyzes the electromagnetic waves reflected by a target on the road surface, and analyzes the above-mentioned object. An acquisition unit that acquires distance measurement data representing the distance to the target, and
A detection unit that detects the presence of a target on the road surface based on a change in the distance to the target acquired by the acquisition unit irradiating the electromagnetic wave in a direction offset from the horizontal direction at different timings. When,
A recognition device equipped with.
請求項1記載の認識装置。 The detection unit detects the presence of a target on the road surface based on distance measurement data obtained by irradiating electromagnetic waves in the irradiation direction of the first group, which is upward from a predetermined depression angle.
The recognition device according to claim 1.
前記第1群に対して前記異なるタイミングでの電磁波を複合して使用する、
請求項2記載の認識装置。 The number of distance measurement data obtained by irradiating the detection unit with electromagnetic waves in the irradiation direction of the first group, which is upward from the predetermined depression angle within each predetermined range in the predetermined direction, is downward from the predetermined depression angle. It is set less than the number of distance measurement data obtained by irradiating electromagnetic waves in the irradiation directions of the two groups.
Electromagnetic waves at different timings are combined and used with respect to the first group.
The recognition device according to claim 2.
前記検知部は、路面の高さ方向のデータに対して所定値以上高い高さ方向データを含む測距データの占める位置を、路面上の物標の位置として検知する、
請求項1から3のうちいずれか1項記載の認識装置。 The distance measurement data includes height direction data as seen from the acquisition unit.
The detection unit detects the position occupied by the distance measurement data including the height direction data higher than a predetermined value with respect to the road surface height direction data as the position of the target on the road surface.
The recognition device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のうちいずれか1項記載の認識装置。 The detection unit detects the presence of a target on the road surface by using the distance measurement data periodically acquired by the acquisition unit and a plurality of distance measurement data continuous on the time axis within a predetermined time.
The recognition device according to any one of claims 1 to 4.
前記検知部は、前記高さ方向データを用いて前記物標の位置を特定し、前記物標の位置の特定に用いられた測距データに含まれる前記水平方向データを用いて前記車両の車幅方向における前記物標の長さを特定する、
請求項1から5のうちいずれか1項記載の認識装置。 The ranging data includes height direction data seen from the acquisition unit and horizontal direction data seen from the acquisition unit.
The detection unit identifies the position of the target using the height direction data, and uses the horizontal data included in the ranging data used to specify the position of the target to drive the vehicle. Identify the length of the target in the width direction,
The recognition device according to any one of claims 1 to 5.
前記検知部は、前記第1取得部による電磁波の照射範囲と前記第2取得部による電磁波の照射範囲とが重なる範囲において得られる測距データを用いて、路面上の物標の存在を検知する、
請求項1から6のうちいずれか1項記載の認識装置。 The acquisition unit includes a first acquisition unit arranged on one side in the vehicle width direction of the vehicle and a second acquisition unit arranged on the other side in the vehicle width direction of the vehicle.
The detection unit detects the presence of a target on the road surface by using distance measurement data obtained in a range where the electromagnetic wave irradiation range by the first acquisition unit and the electromagnetic wave irradiation range by the second acquisition unit overlap. ,
The recognition device according to any one of claims 1 to 6.
車両の速度または操舵を制御する運転制御部であって、前記認識装置により路面上に物標があると判定された場合に制御の度合いを抑制する運転制御部と、
を備える車両制御装置。 The recognition device according to any one of claims 1 to 7.
A driving control unit that controls the speed or steering of the vehicle, and a driving control unit that suppresses the degree of control when the recognition device determines that there is a target on the road surface.
Vehicle control device.
路面上を走行する車両に搭載される取得部により、水平方向よりもオフセットした方向を含む複数の方向に電磁波を照射し、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得し、
異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する、
認識方法。 The computer
An acquisition unit mounted on a vehicle traveling on the road surface irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction, analyzes the electromagnetic waves reflected by the target on the road surface, and reaches the target. Obtain distance measurement data representing the distance of
The presence of the target on the road surface is detected based on the change in the distance to the target obtained by irradiating the electromagnetic wave in a direction offset from the horizontal direction at different timings.
Recognition method.
路面上を走行する車両に搭載される取得部により、水平方向よりもオフセットした方向を含む複数の方向に電磁波を照射させ、路面上の物標により反射された電磁波を解析して前記物標までの距離を表す測距データを取得させる処理と、
異なるタイミングで水平方向よりもオフセットした方向に前記電磁波を照射することで取得された前記物標までの距離の変化に基づいて、路面上の物標の存在を検知する処理と、
を実行させるプログラム。 On the computer
An acquisition unit mounted on a vehicle traveling on the road surface irradiates electromagnetic waves in a plurality of directions including a direction offset from the horizontal direction, analyzes the electromagnetic waves reflected by the target on the road surface, and reaches the target. And the process of acquiring the distance measurement data representing the distance of
A process of detecting the presence of a target on the road surface based on a change in the distance to the target obtained by irradiating the electromagnetic wave in a direction offset from the horizontal direction at different timings.
A program that executes.
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JP2019172095A JP2021050927A (en) | 2019-09-20 | 2019-09-20 | Recognition device, vehicle control device, recognition method, and program |
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