JP2021157326A - 監視装置および監視装置の動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理遅延を抑制しつつバイク等の小さな物体も確実に検出することができる監視装置および監視装置の動作方法を提供する。【解決手段】車両に搭載され、車両の周囲の物体を監視する監視装置であって、監視装置は、レーダ波を送受信する信号送受信部と、受信したレーダ波の強度の情報、ならびに、監視装置に対する距離および角度の情報を有する反射波信号を生成する信号処理部と、閾値以上の強度を有する反射波信号を、物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出するレスポンス検出部と、レスポンス信号に基づき、境界線を生成し、境界線に基づき、合流部の有無を判定する境界生成部と、合流部が存在すると判定した場合、閾値を合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する閾値設定部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載され、車両の周囲の物体を監視する監視装置および監視装置の動作方法に関するものである。本発明は、特には、高速道路等における合流支援に用いられる。

高速道路等における合流支援の技術として、特許文献１には、道路の合流部に設置されたセンサから、合流部の車両の位置および速度情報を受信し、当該受信情報を用いて車両の合流を支援する合流支援装置が開示されている。

特開２０１７−０１６４６８号公報

しかしながら、すべての道路の合流部にセンサが設置されているわけではなく、さらに荒天や道路工事等による環境変化に対しては、上述した技術を利用できる状況は限定的となる。
それゆえ、車両に搭載され、車両の周囲の物体を監視する監視装置を用いて、高速道路等における合流支援を行う場合を検討する。
車両に搭載されたレーダ装置を用いて車両の周囲の物体を検出する場合、レーダ反射波の強度（振幅）は、レーダ波が反射する物体の大きさに比例し、物体までの距離の４乗に反比例する。すなわち、大きい物体または近い物体からのレーダ反射波は大きい。高速道路の合流部では、合流部のポールおよび高速道路の外壁からの反射波は大きいが、合流車線を進行する他車両からの反射波は小さい。それゆえ、他車両を検出するためには、検出閾値を低く設定する必要がある。しかしながら、検出閾値を低く設定すると、ノイズを大量に検出してしまい、処理遅延が生ずる。よって、従来は、検出閾値を高めに設定しており、合流車線を進行する他車両の形状によっては、特にバイク等の小さな車両は検出できない場合があった。

そこで、本発明は、処理遅延を抑制しつつバイク等の小さな物体も確実に検出することができる監視装置および監視装置の動作方法を提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載され、前記車両の周囲の物体を監視する監視装置であって、前記監視装置は、
レーダ波を送受信する信号送受信部と、
受信したレーダ波の強度の情報、ならびに、前記監視装置に対する距離および角度の情報を有する反射波信号を生成する信号処理部と、
閾値以上の前記強度を有する前記反射波信号を、前記物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出するレスポンス検出部と、
前記レスポンス信号に基づき、境界線を生成し、前記境界線に基づき、合流部の有無を判定する境界生成部と、
前記合流部が存在すると判定した場合、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する閾値設定部と、
を備える。

本発明では、前記境界生成部は、前記レスポンス信号に基づき、第１の固定物に対応する第１の境界線および第２の固定物に対応する第２の境界線を生成し、前記第１の境界線と前記第２の境界線との間の領域を閾値低減領域として設定し、
前記閾値設定部は、前記閾値低減領域においてのみ前記閾値を低減することが好ましい。

本発明では、前記境界生成部が、前記第１の境界線を生成せず、前記第２の境界線のみを生成する場合、前記閾値設定部は、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合の値に戻すことが好ましい。

本発明では、前記監視装置から前記第２の境界線までの距離が２車線分以下の場合、前記閾値設定部は、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合の値に戻すことが好ましい。

本発明は、車両に搭載され、前記車両の周囲の物体を監視する監視装置の動作方法であって、
レーダ波を送受信し、
受信したレーダ波の強度の情報、ならびに、前記監視装置に対する距離および角度の情報を有する反射波信号を生成し、
閾値以上の前記強度を有する前記反射波信号を、前記物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出し、
前記レスポンス信号に基づき、境界線を生成し、
前記境界線に基づき、合流部の有無を判定し、
前記合流部が存在すると判定した場合、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する。

本発明の監視装置および監視装置の動作方法は、処理遅延を抑制しつつバイク等の小さな物体も確実に検出することができる。

本発明の監視装置の構成を示すブロック図である。 自車両が高速道路の合流部に進行する際の監視装置の動作を示す図である。 閾値を元の設定に戻す動作を示す図である。 本発明の監視装置の動作方法を示すフローチャートである。

図１は、本発明の監視装置の構成を示すブロック図である。
監視装置１は、車両の四隅に搭載されているサイドレーダであるとして以下説明するが、これに限定されるものではない。
監視装置１は、信号送受信部と、信号処理部と、レスポンス検出部と、境界生成部と、閾値設定部と、を備える。信号送受信部は、検波器のようなハードウェアであり、信号処理部、レスポンス検出部、境界生成部および閾値設定部は、ソフトウェアにより実装されている。

図２は、自車両が高速道路の合流部に進行する際の監視装置の動作を示す図である。
自車両Ｃは、高速道路の合流部の手前で左車線を走行している。左車線と合流車線との境界にポールが設けられており、合流車線の左側には外壁（防音壁等）が設けられている。また、合流車線には、自車両Ｃの後方で他車両Ｃ１が走行している。
自車両Ｃの左前および左後ろに監視装置１が搭載され、それぞれ、破線で示す検出範囲を有する。
信号送受信部が、レーダ波を送信し、物体（ポールまたは外壁）で反射したレーダ波を受信すると、信号処理部は、第１の固定物であるポールからの反射波信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・と、第２の固定物である外壁からの反射波信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・と、を生成する。反射波信号Ｐ１は、受信したレーダ波の強度の情報を有するとともに、監視装置１に対する距離Ｒ１および監視装置１の基準軸に対する角度θ１の情報を有するため、Ｐ１（Ｒ１、θ１）と表し、図示を省略するが、他の反射波信号も同様に強度、距離および角度の情報を有する。
レスポンス検出部は、閾値以上の強度を有する反射波信号を、物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出する。図示例では、ポール、外壁および他車両Ｃ１からの反射波信号のうち、閾値以上の強度を有するポールおよび外壁からの反射波信号を、レスポンス信号として検出する。
境界生成部は、ポールからのレスポンス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・に基づき、第１の境界線を生成し、外壁からのレスポンス信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・に基づき、第２の境界線を生成する。
境界生成部は、第１および第２の境界線に基づき、合流部の有無を判定する。具体的には、境界生成部が、第１の境界線の外側に第２の境界線が存在すると判定した場合、合流部が存在すると判定する。これは、合流部以外では、外壁からのレスポンス信号しか生成されず、ポールからのレスポンス信号が生成されない、ということに基づいている。
合流部が存在すると判定した場合、閾値設定部は、閾値を合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する。

上述したように、レーダ波反射波の強度は、レーダ波が反射する物体の大きさに比例し、物体までの距離の４乗に反比例するため、レーダ波反射波の強度は、ポールからの強度＞外壁からの強度＞合流車線を走行する他車両Ｃ１からの強度、という関係にある。高速道路の合流部がないところを走行している場合、ポールの外側の外壁等からの反射波信号は、通常、走行に影響を及ぼす情報とはならないため、従来は、検出閾値を高めに設定しており、合流部があるところでは、合流車線を走行している他車両Ｃ１を検出できない場合があった。
そこで、本発明の監視装置１は、合流部が存在すると判定した場合、閾値を合流部が存在しないと判定した場合に対して低減することにより、合流部に存在する他車両Ｃ１を確実に検出することができる。また、合流部が存在すると判定した場合にのみ、閾値を低減するため、監視装置１は、処理遅延を抑制することもできる。
また、さらに、上記レーダ波による監視制御（動作方法）が可能なことによって、すべての道路の合流部や車線変更時や多車線路、道路工事等のさまざまな環境変化に対しても柔軟に対応することができる。

監視装置１は、破線で示す検出範囲全体ではなく、所定の領域（閾値低減領域Ａ）を設定し、当該閾値低減領域Ａにおいてのみ閾値を低減することが好ましい。このように、閾値を低減する範囲を閾値低減領域Ａに限定することにより、監視装置１は、さらに処理遅延を抑制することができる。
図２に斜線で示すように、閾値低減領域Ａは、ポールからのレスポンス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・に基づく第１の境界線と外壁からのレスポンス信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・に基づく第２の境界線との間の領域であって、一番端のポールからのレスポンス信号Ｐ１に対して前後に所定の長さ（前方に長さａ１、後方に長さａ２）を有する領域とすることができる。

図３は、閾値を元の設定に戻す動作を示す図である。
自車両Ｃが進行したことにより、監視装置１の検出範囲がポールを含まなくなるため、境界生成部は、第１の境界線を生成せず、外壁からのレスポンス信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・に基づき、第２の境界線のみを生成する。これは、自車両Ｃが合流部を通過したことを示すため、閾値設定部は、閾値を合流部が存在しないと判定した場合の値（元の設定）に戻す。

さらに、境界生成部が、第２の境界線のみを生成し、かつ、監視装置１から第２の境界線までの距離が２車線分以下の場合、閾値設定部は、閾値を合流部が存在しないと判定した場合の値（元の設定）に戻すこともできる。

上述したレーダによる合流部判定に加えて、カメラ、ＧＰＳ、みちびき、ナビゲーション情報および車両情報の少なくとも１つを用いて合流部の有無を判定することができる。
例えば、監視装置１がカメラを有し、このカメラにより撮影した画像からポール、外壁、標識等を抽出し、これらの情報を合流部判定に用いることができる。
また、ＧＰＳまたはみちびきにより自車両Ｃの位置を算出し、ナビゲーション情報（車線幅、走行車線、案内ルート等の情報）と組み合わせて合流部判定を行うこともできる。

図４は、本発明の監視装置の動作方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１において、信号送受信部は、レーダ波を送信し、物体（ポールまたは外壁）で反射したレーダ波を受信する。
ステップＳ２において、信号処理部は、ポールからの反射波信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・および外壁からの反射波信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・を生成する。また、レスポンス検出部は、閾値以上の強度を有する反射波信号を、物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出する。
ステップＳ３において、境界生成部は、ポールからのレスポンス信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・に基づき、第１の境界線を生成し、外壁からのレスポンス信号Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、・・・に基づき、第２の境界線を生成し、バッファ等に記憶する。
ステップＳ４において、境界生成部は、第１および第２の境界線に基づき、合流部の有無を判定する。
ステップＳ５において、合流部が存在すると判定した場合、閾値設定部は、閾値を合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変形が可能である。
例えば、上述した実施形態では、第１の境界線をポールとして説明したが、壁であっても同様である。
また、上述した実施形態では、自車両Ｃが高速道路の合流部の手前の左車線を走行していたが、自車両Ｃが合流車線を走行している場合も同様である。

１ 監視装置

Claims (5)

1. 車両に搭載され、前記車両の周囲の物体を監視する監視装置であって、前記監視装置は、
   レーダ波を送受信する信号送受信部と、
   受信したレーダ波の強度の情報、ならびに、前記監視装置に対する距離および角度の情報を有する反射波信号を生成する信号処理部と、
   閾値以上の前記強度を有する前記反射波信号を、前記物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出するレスポンス検出部と、
   前記レスポンス信号に基づき、境界線を生成し、前記境界線に基づき、合流部の有無を判定する境界生成部と、
   前記合流部が存在すると判定した場合、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する閾値設定部と、
   を備える監視装置。
2. 前記境界生成部は、前記レスポンス信号に基づき、第１の固定物に対応する第１の境界線および第２の固定物に対応する第２の境界線を生成し、前記第１の境界線と前記第２の境界線との間の領域を閾値低減領域として設定し、
   前記閾値設定部は、前記閾値低減領域においてのみ前記閾値を低減する、
   請求項１に記載の監視装置。
3. 前記境界生成部が、前記第１の境界線を生成せず、前記第２の境界線のみを生成する場合、前記閾値設定部は、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合の値に戻す、
   請求項２に記載の監視装置。
4. 前記監視装置から前記第２の境界線までの距離が２車線分以下の場合、前記閾値設定部は、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合の値に戻す、
   請求項３に記載の監視装置。
5. 車両に搭載され、前記車両の周囲の物体を監視する監視装置の動作方法であって、
   レーダ波を送受信し、
   受信したレーダ波の強度の情報、ならびに、前記監視装置に対する距離および角度の情報を有する反射波信号を生成し、
   閾値以上の前記強度を有する前記反射波信号を、前記物体を検出対象とするためのレスポンス信号として検出し、
   前記レスポンス信号に基づき、境界線を生成し、
   前記境界線に基づき、合流部の有無を判定し、
   前記合流部が存在すると判定した場合、前記閾値を前記合流部が存在しないと判定した場合に対して低減する、
   方法。

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