JP2022146591A - 物体検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミリ波レーダから得られる情報に基づいて、特定領域内に存在する他車両の位置を精度良く推定する。【解決手段】物体検出装置３は、ミリ波レーダ１ａ～１ｄから得られる測距データに基づいて自車両１００の周囲に存在する他車両を検出する。物体検出装置３は、測距データに基づいて他車両の位置及び相対速度を測定し、他車両が自車両１００の側面側の所定の特定領域内に存在するときは、特定領域内における他車両の位置を、特定領域内で測定された他車両の相対速度と、特定領域内に入る直前の特定領域外で測定された他車両の位置と、に基づいて推定するように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は物体検出装置に関する。

自車両に搭載されたミリ波レーダによって、自車両の周囲に存在する他車両の位置を計測するものが公知である（特許文献１参照）。

特開２０２０－０１２７０２号公報

しかしながら、ミリ波レーダによって自車両の側面側の所定の領域内に存在する他車両の位置を計測すると、計測された他車両の位置が前後方向にばらつくという問題点があることが分かった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、自車両の側面側の所定の領域内に他車両が存在するときに、ミリ波レーダから得られる情報に基づいて、その所定の領域内に存在する他車両の位置を精度良く推定できるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様による物体検出装置は、ミリ波レーダから得られる測距データに基づいて、ミリ波レーダが搭載された自車両の周囲に存在する他車両を検出する。そして物体検出装置は、測距データに基づいて他車両の位置及び相対速度を測定し、他車両が自車両の側面側の所定の領域内に存在するときは、前記領域内における他車両の位置を、前記領域内で測定された他車両の相対速度と、前記領域内に入る直前の前記領域外で測定された他車両の位置と、に基づいて推定するように構成される。

本発明のこの態様によれば、自車両の側面側の所定の領域内に他車両が存在するときに、ミリ波レーダから得られる情報に基づいて、その所定の領域内に存在する他車両の位置を精度良く推定することができる。

図１は、本発明の一実施形態による車両のシステム概略図である。 図２は、各ミリ波レーダの概略構成図である。 図３は、物体検出装置の概略構成図である。 図４は、ミリ波レーダの問題点について説明する図である。 図５は、物体検出装置の処理部において実行される、本発明の一実施形態による物標位置推定制御について説明するフローチャートである。 図６Ａは、物標位置推定制御による作用効果について説明する図である。 図６Ｂは、物標位置推定制御による作用効果について説明する図である。 図７は、情報表示画面の表示例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

図１は、本発明の一実施形態による車両１００のシステム概略図である。

図１に示すように、車両１００は、右前側方を測距領域とする第１ミリ波レーダ１ａと、右後側方を測距領域とする第２ミリ波レーダ１ｂと、左前側方を測距領域とする第３ミリ波レーダ１ｃと、左後側方を測距領域とする第４ミリ波レーダ１ｄと、コントローラエリアネットワークといった規格に準拠した車内ネットワーク２を介して各ミリ波レーダ１ａ～１ｄと通信可能に接続される物体検出装置３と、を備える。

図２は、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄの概略構成図である。なお、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄは、全て同様の構成をしているので、ここでは第１ミリ波レーダ１ａの構成を代表して説明する。

図２に示すように、第１ミリ波レーダ１ａは、送信波（変調波）を生成する発振器１１と、測距領域内に送信波を送信する送信アンテナ１２と、測距領域内に存在する物標に当たって反射した送信波の反射波（以下「受信波」という。）を受信する受信アンテナ１３と、送信波と受信波とを混合してビート信号（ＩＦ（Intermediate Frequency）信号）を生成するミキサ１４と、を備える。各ミリ波レーダ１ａ～１ｄは、ミキサ１４によって生成されたビート信号を測距データとして物体検出装置３に送信する。

図３は、物体検出装置３の概略構成図である。

図３に示すように、物体検出装置３は、通信インターフェース３１と、記憶部３２と、処理部３３と、を備える。

通信インターフェース３１は、物体検出装置３を車内ネットワーク２に接続するためのインターフェース回路を備える。すなわち通信インターフェース３１は、車内ネットワーク２を介して各ミリ波レーダ１ａ～１ｄなどと接続される。通信インターフェース３１は、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから測距データを受信する度に、受信した測距データを処理部３３にわたす。

記憶部３２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光記録媒体、半導体メモリ等の記憶媒体を有し、処理部３３での処理に用いられる各種のコンピュータプログラムやデータ等を記憶する。

処理部３３は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を有する。処理部３３は、記憶部３２に格納された各種のコンピュータプログラムを実行し、物体認識装置３の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。処理部３３は、通信インターフェース３１を介して受信した測距データに対して各種の信号処理を施すことにより、車両１００の周囲に存在する物標（例えば他車両）を検出し、検出した物標の位置（物標までの距離）及び相対速度を算出する。

ここで、このように各ミリ波レーダ１ａ～１ｄによって計測された測距データに基づいて自車両の側面側の所定の特定領域内に存在する物標の位置を算出すると、算出された物標の位置が前後方向にバラつくという問題点がある。図４は、この問題点について説明する図であって、自車両１００の右側の隣接レーンを、他車両１０１～１０３が走行している状況を示している。

図４に示すように、自車両１００の右前方を走行する他車両１０１が存在する場合、第１ミリ波レーダ１ａは、他車両１０１の左側面、背面、及び左後側の角部分に当たって反射してきた反射波を受信する。この場合、他車両１０１の左側面又は背面に当たって反射してきた反射波の反射強度に比べて、他車両１０１の左後側の角部分に当たって反射してきた反射波の反射強度の方が強くなる傾向がある。そして、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄによって計測された測距データに基づく物標位置の算出は、基本的に、物標からの反射波のうち反射強度の高い反射波の反射点（最近傍点）からの距離に基づいて行われる。

そのため、自車両１００の右前方を走行する他車両１０１が存在する場合には、物標位置の算出の基準となる反射点は基本的に当該他車両１０１の左後側の角部分となるので、物標位置の算出の基準となる反射点がバラつくことがない。その結果、自車両１００の右前方を走行する他車両１０１が存在する場合には、第１ミリ波レーダ１ａによって計測された測距データに基づいて算出された他車両１０１の位置がバラつくこともなく、当該他車両１０１の位置を精度良く算出することができる。

自車両１００の右後方を走行する他車両１０２が存在する場合も、物標位置の算出の基準となる反射点は、他車両１０１のときと同じ理由で当該他車両１０２の左前側の角部分となるので、第２ミリ波レーダ１ｂによって計測された測距データに基づいて算出された他車両１０２の位置がバラつくことはなく、当該他車両１０２の位置を精度良く算出することができる。

これに対して、自車両１００の右側方（真横）を走行する他車両１０３が存在する場合、第１ミリ波レーダ１ａ及び第２ミリ波レーダ１ｂから送信された送信波は基本的に他車両１０３の左側面にしか当たらず、したがって第１ミリ波レーダ１ａ及び第２ミリ波レーダ１ｂは、他車両１０３の左側面に当たって反射してきた反射波のみを受信することになる。そのため、各反射波の反射強度に差が生じにくく、物標位置の算出の基準となる反射点が、他車両１０３の左側面の前後に亘ってバラつく場合がある。その結果、自車両１００の右側方を走行する他車両１０３が存在する場合には、第１ミリ波レーダ１ａ及び第２ミリ波レーダ１ｂによって計測された測距データに基づいて算出された他車両１０３の位置がバラつき、当該他車両１０３の位置算出精度が低下するのである。

このように各ミリ波レーダ１ａ～１ｄは、他車両が自車両１００の側面側の所定の特定領域（例えば自車両の後方５［ｍ］から前方６［ｍ］の範囲の側方の領域）において、他車両の位置算出精度が低下する。その一方で、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄは、他車両が特定領域を走行している場合であっても、当該他車両の相対速度については精度良く算出することができる。

そこで本実施形態では、他車両が自車両１００の側面側の特定領域に存在するときは、特定領域内における他車両の位置を、特定領域内で測定された他車両の相対速度と、特定領域内に入る直前の特定領域外で測定された前記他車両の位置と、に基づいて推定することとした。

図５は、物体検出装置３の処理部３３において実行される、この本実施形態による物標位置推定制御について説明するフローチャートである。物体検出装置３は、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから受信した各測距データを受信する度に、本ルーチンを実施する。なお、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから送信波を送信するタイミングは同期が取られている。

ステップＳ１において、物体検出装置３は、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから受信した各測距データに対して各種の信号処理を施すことにより、自車両１００の周囲に存在する他車両を検出し、検出した他車両の位置及び相対速度を算出する。

ステップＳ２において、物体検出装置３は、検出した他車両が、特定領域内に存在するか否かを判定する。物体検出装置３は、特定領域内に他車両が存在していなければ（すなわち特定領域外に他車両が存在していれば）、ステップＳ２の処理に進む。一方で電子制御ユニットは、特定領域内に他車両が存在していれば、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３において、物体検出装置３は、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから受信した各測距データに基づいて算出された他車両の位置（すなわちミリ波レーダにより計測された他車両の位置）を、当該他車両の現在位置とし、その現在位置を記憶する。

ステップＳ４において、物体検出装置３は、他車両の前回位置と、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄによって計測された当該他車両の相対速度と、に基づいて、当該他車両の現在位置を推定する。具体的には、物体検出装置３は、他車両の相対速度に基づいて、単位時間（演算周期）当たりの当該他車両の車両進行方向の相対移動距離を算出し、その相対移動距離を他車両の前回位置に積算することで、他車両の現在位置を推定する。なお相対移動距離は、他車両の相対速度が自車両よりも高ければプラスの値となり、低ければマイナスの値となる。

ステップＳ５において、物体検出装置３は、推定した他車両の現在位置を、当該他車両の現在位置とし、その現在位置を記憶する。

図６Ａ及び図６Ｂは、本実施形態による物標位置推定制御による作用効果について説明する図である。

図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、追越レーンを走行する自車両１００が、隣接する走行レーンを走行する他車両を追い越していった場合の、自車両１００を基準とした場合の自車両１００と他車両との位置関係を時系列的に示す図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、横軸が時間［ｓ］であり、縦軸が自車両１００の真横を０［ｍ］とした場合の他車両までの車両進行方向の距離である。縦軸がプラスの場合は、他車両が自車両１００の前方に存在し、マイナスの場合は他車両が自車両１００の後方に存在することになる。

図６Ａには、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄにより計測された他車両の位置のみを示している。図６Ａを参照すると、他車両が自車両１００の側面側の特定領域（概ね、自車両の後方５［ｍ］から前方５［ｍ］の範囲の側方の領域）に存在しているときに、他車両の位置がバラついていることがわかる。

これに対して、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄにより計測された他車両の位置（図６Ｂの実線参照）と、特定領域において物標位置推定制御によって推定された他車両の位置（図６Ｂの破線参照）と、を示した図６Ｂを参照すると、特定領域内の他車両の位置が物標位置推定制御によって精度良く算出できていることがわかる。

以上説明した本実施形態によれば、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから得られる測距データに基づいて自車両１００の周囲に存在する他車両を検出する物体検出装置３が、測距データに基づいて他車両の位置及び相対速度を測定し、他車両が自車両１００の側面側の所定の特定領域内に存在するときは、特定領域内における他車両の位置を、特定領域内で測定された他車両の相対速度と、特定領域内に入る直前の特定領域外で測定された他車両の位置と、に基づいて推定するように構成されている。より具体的には、物体検出装置３は、特定領域内に進入する直前の特定領域外で測定された他車両の位置を、特定領域内で測定された他車両の相対速度に応じて時系列的に前後に移動させることにより、特定領域内における他車両の位置を推定するように構成される。

これにより、他車両の位置算出精度が悪化する特定領域内に他車両が存在するときであっても、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄから得られる情報（測距データ）に基づいて、特定領域内に存在する他車両の位置を精度良く推定することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば上記の実施形態において、自車両１００の周囲に存在していて物体検出装置３によって検出された他車両を、当該物体検出装置３によって検出された位置に、例えば図７に示すように、自車両１００と共にドライバによって視認可能な位置に配置された液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの情報表示画面に表示するようにしてもよい。この場合には、本実施形態による物標位置推定制御を実施することで、他車両を情報表示画面に表示する場合に、各ミリ波レーダ１ａ～１ｄにより計測された他車両の位置がバラつくことに起因して情報表示画面上に表示された他車両の位置がばらついてしまうのを抑制できる。

１００ 車両、自車両
３ 物体検出装置

Claims (1)

1. ミリ波レーダから得られる測距データに基づいて、前記ミリ波レーダが搭載された自車両の周囲に存在する他車両を検出する物体検出装置であって、
   前記測距データに基づいて、前記他車両の位置及び相対速度を測定し、
   前記他車両が前記自車両の側面側の所定の領域内に存在するときは、前記領域内における前記他車両の位置を、前記領域内で測定された前記他車両の相対速度と、前記領域内に入る直前の前記領域外で測定された前記他車両の位置と、に基づいて推定するように構成された、
   物体検出装置。

Images