JP4428277B2 - 物体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーダによる情報と画像による情報に基づいて物体を検出する物体検出装置に関する。

近年、衝突低減装置、車間距離制御装置、追従走行装置などの運転支援装置が開発されている。これら運転支援装置では、自車両の前方を走行する車両を検出することが重要となる。物体検出装置には、検出精度を向上させるために、ミリ波レーダなどのレーダによる検出手段及びステレオカメラなどの画像による検出手段の２つの検出手段を備える装置がある。この２つの検出手段を備える物体検出装置では、レーダによる情報に基づいて検出されたレーダ検出物と画像による情報に基づいて検出した画像検出物とを照合し、レーダ検出物と画像検出物とが同一の物体か否かを判断し、同一と判断した物体を車両などの検出対象の物体として設定する（特許文献１参照）。
特開２００４−１１７０７１号公報

画像による情報に基づく物体検出では、検出対象の物体が遠方に存在するほど、検出精度が低下する（特に、物体までの距離精度が低下する）。そのため、遠方に存在する物体に対してレーダ検出物と精度の低い画像検出物とを照合すると、その照合精度も低下する。その結果、レーダ検出物と画像検出物とが同一の物体であっても、照合によって同一の物体と判断できない場合があり、検出対象の物体を設定できない恐れがある。

そこで、本発明は、物体を高精度に検出する物体検出装置を提供することを課題とする。

本発明に係る物体検出装置は、レーダによって物体を検出するレーダ検出手段と、画像によって物体を検出する画像検出手段と、レーダ検出手段によって検出した物体の位置情報の検出値を中心値として設定した閾値内に、画像検出手段によって検出した物体の位置情報の検出値が入っている場合に、レーダ検出手段によって検出した物体と画像検出手段によって検出した物体とが同一物体と判断する判断手段とを備え、レーダ検出手段によって検出した物体までの距離が所定の距離基準値よりも長い場合は、レーダ検出手段によって検出した物体までの距離が所定の距離基準値よりも短い場合よりも、閾値を大きくすることを特徴とする。

この物体検出装置では、レーダ検出手段によるレーダ情報に基づいて物体を検出し、この検出した物体についてレーダ情報から得られる位置情報を取得する。また、物体検出装置では、画像検出手段による画像情報に基づいて物体を検出し、この検出した物体について画像情報から得られる位置情報を取得する。そして、物体検出装置では、判断手段によりレーダ検出手段による検出物体の位置情報と画像検出手段による検出物体の位置情報との関係が判断基準を満たすか否かを判断し、その判断基準を満たす場合には各検出手段による検出物体が同一物体と判断する。この際、物体検出手段では、物体までの距離（例えば、レーダ情報から得られる物体までの距離）が長い場合（つまり、検出手段で検出した物体が遠方側に存在する場合）、判断基準を同一物体と判断し易くなるように変更する。このように、物体検出装置では、物体が遠方側に存在すると、判断基準を緩めることによりレーダ検出手段による検出物体と画像検出手段による検出物体とを同一物体と判断し易くする。そのため、物体検出装置では、物体が遠方側に存在し、画像検出手段による物体に対する検出精度が低下している場合でも、画像検出手段によって検出した物体をレーダ検出手段による検出物体と同一物体と判断することができる。その結果、物体検出手段では、物体までの距離に関係なく、検出対象の物体を高精度に検出することができる。

この物体検出装置では、判断手段によりレーダ検出手段による検出物体の位置情報と画像検出手段による検出物体の位置情報との関係が所定値以下か否かを判断し、所定値以下の場合には各検出手段による検出物体が同一物体と判断する。この際、物体検出装置では、物体までの距離が長い場合には、所定値を大きな値に変更し、同一物体と判断し易くなるようにする。

本発明によれば、物体までの距離に応じて判断基準を変更することにより、物体を高精度に検出することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係る物体検出装置の実施の形態を説明する。

本実施の形態では、本発明に係る物体検出装置を、車両に搭載される衝突軽減装置に適用する。本実施の形態に係る衝突軽減装置は、検出対象として前方車両を検出し、前方車両との衝突を防止／軽減するために各種制御を行う。特に、本実施の形態に係る衝突軽減装置では、前方車両を検出するためにミリ波レーダとステレオカメラの２つのセンサを備え、ミリ波レーダによる検出物体とステレオカメラによる検出物体とを照合することによって前方車両を検出する。本実施の形態には、照合処理の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態が各センサについて検出物体に対する追跡処理を行わない形態であり、第２の実施の形態が各センサについて検出物体に対する追跡処理を行う形態である。

図１〜図７を参照して、第１の実施の形態に係る衝突軽減装置１について説明する。図１は、本実施の形態に係る衝突軽減装置の構成図である。図２は、本実施の形態に係るレーダ物標、ステレオ画像物標及びフュージョン物標の説明図である。図３は、第１の実施の形態に係る前回フュージョン物標とレーダ物標との照合方法の説明図である。図４は、第１の実施の形態に係る前回フュージョン物標とステレオ画像物標との照合方法の説明図である。図５は、本実施の形態に係るレーダ物標とステレオ画像物標との照合方法の説明図である。図６は、本実施の形態に係るレーダ物体とステレオ画像物標との照合において物体が近傍に存在する場合の閾値を示す図である。図７は、本実施の形態に係るレーダ物体とステレオ画像物標との照合において物体が遠方に存在する場合の閾値を示す図である。

衝突軽減装置１は、前方車両を検出し、前方物体を検出した場合には衝突の可能性に応じてブレーキ制御、サスペンション制御、シートベルト制御及び警報制御を行う。衝突軽減装置１は、前方車両を検出するために、ミリ波レーダによる情報に基づいてレーダ物標を設定するとともにステレオカメラによるステレオ画像に基づいてステレオ画像物標を設定し、レーダ物標とステレオ画像物標との照合によってフュージョン物標（前方車両）を設定する。この際、衝突軽減装置１では、レーダ物標、ステレオ画像物標それぞれについて追跡を行わずに、レーダ物標またはステレオ画像物標と前回フュージョン物標との照合を行う。特に、衝突軽減装置１では、前方車両までの距離に関係なく検出精度を向上させるために、レーダ物標とステレオ画像物標との照合を行う際に物体までの距離に応じて距離の閾値を変更する。衝突軽減装置１は、ミリ波レーダ２、ステレオカメラ３、ブレーキＥＣＵ[Electronic Control Unit]４、サスペンション制御アクチュエータ５、シートベルトアクチュエータ６、ブザー７及び衝突軽減ＥＣＵ８などを備え、これらがＣＡＮ[Controller Area Network]（車内ＬＡＮの標準インターフェース規格）通信で各種信号を送受信する。

なお、本実施の形態では、ミリ波レーダ２が特許請求の範囲に記載するレーダ検出手段に相当し、ステレオカメラ３が特許請求の範囲に記載する画像検出手段に相当し、衝突軽減ＥＣＵ８が特許請求の範囲に記載する判断手段に相当する。

まず、図２を参照して各物標について説明しておく。レーダ物標は、ミリ波レーダ２による情報に基づいて検出された物体である。レーダ物標には、レーダ情報から取得できる物体までの距離、物体の横位置、物体との相対速度が設定される。ステレオ画像物標は、ステレオカメラ３によるステレオ画像に基づいて検出された物体である。ステレオ画像物標には、ステレオ画像から取得できる物体の前端面までの距離、物体の前端面中央の横位置、物体との相対速度、物体の横幅（自車両に対して左右方向の長さ）、物体の奥行き（自車両から遠ざかる方向の長さ）、物体の高さ、物体の高さ位置が設定される。フュージョン物標は、レーダ物標とステレオ画像物標との照合において類似度が高く、そのレーダ物標とステレオ画像物標とが同一物体であると判断できる物体である。フュージョン物標には、レーダ物標からの距離及び相対速度とステレオ画像物標からの横位置、横幅、奥行き、高さ、高さ位置が設定される。このフュージョン物標の情報が、前方車両についての情報となる。

ミリ波レーダ２は、ミリ波を利用して物体を検出するためのレーダである。ミリ波レーダ２は、自車両の前側の中央に取り付けられる。ミリ波レーダ２では、ミリ波を水平面内でスキャンしながら自車両から前方に向けて送信し、反射してきたミリ波を受信する。そして、ミリ波レーダ２では、そのミリ波の送受信データをレーダ信号として衝突軽減ＥＣＵ８に送信する。

ステレオカメラ３は、２台のＣＣＤカメラからなり、２台のＣＣＤカメラが水平方向に所定間隔離間されて配置されている。ステレオカメラ３も、自車両の前側の中央に取り付けられる。ステレオカメラ３では、２つのＣＣＤカメラで撮像した左右のステレオ画像のデータを各画像信号として衝突軽減ＥＣＵ８に送信する。

ブレーキＥＣＵ４は、４輪の各ホイールシリンダの油圧を調節し、４輪のブレーキ力を制御するＥＣＵである。ブレーキＥＣＵ４では、各輪の目標ブレーキ力に基づいて油圧制御信号をそれぞれ設定し、その各油圧制御信号を各ホイールシリンダの油圧を変化させるブレーキ制御アクチュエータに対してそれぞれ送信する。特に、ブレーキＥＣＵ４では、衝突軽減ＥＣＵ８から各輪に対する目標ブレーキ力信号を受信すると、その目標ブレーキ力信号に示される目標ブレーキ力に基づいて油圧制御信号をそれぞれ設定する。ちなみに、ブレーキ制御アクチュエータでは、油圧制御信号を受信すると、油圧制御信号に示される目標油圧に基づいてホイールシリンダの油圧を変化させる。

サスペンション制御アクチュエータ５は、４輪の各油圧式アクティブサスペンションの油圧を変化させるアクチュエータである。サスペンション制御アクチュエータ５では、衝突軽減ＥＣＵ８から各輪に対する目標減衰力信号を受信すると、各目標減衰力信号に示される目標減衰力に基づいて目標油圧を設定し、目標油圧に基づいて油圧式アクティブサスペンションの油圧を変化させる。なお、図１には、サスペンション制御アクチュエータ５は１個しか描いていないが、４輪のサスペンション毎にそれぞれ設けられる。

シートベルトアクチュエータ６は、各シートベルトを引き込み、シートベルトによる拘束力を変化させるアクチュエータである。シートベルトアクチュエータ６では、衝突軽減ＥＣＵ８から各シートベルトに対する目標引込量信号を受信すると、各目標引込量信号に示される目標引込量に応じてシートベルトを引き込む。なお、図１には、シートベルトアクチュエータ６は１個しか描いていないが、シートベルト毎にそれぞれ設けられる。

ブザー７は、衝突軽減ＥＣＵ８から警報信号を受信すると、ブザー音を出力する。

衝突軽減ＥＣＵ８は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[RandomAccess Memory]などからなる電子制御ユニットであり、衝突軽減装置１を統括制御する。衝突軽減ＥＣＵ８は、ＣＰＵのマスタクロックに基づく一定時間毎に、ミリ波レーダ２からのレーダ信号及びステレオカメラ３からの各画像信号を取り入れる。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、レーダ情報に基づくレーダ物標設定処理及びステレオ画像に基づくステレオ画像物標設定処理を行い、前回フュージョン物標と今回のレーダ物標及びステレオ画像物標に基づく照合処理を行い、今回フュージョン物標を設定する。さらに、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回フュージョン物標（前方車両）と自車両との関係に基づいて衝突軽減処理を行う。

レーダ物標設定処理について説明する。衝突軽減ＥＣＵ８では、ミリ波が出射から受信までの時間に基づいて前方の物体までの距離を演算する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、前方の物体との相対速度を演算する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、反射してきたミリ波の中で最も強く反射してきたミリ波の方向を検出し、その方向から自車両の進行方向と物体の方向とのなす角度を求め、その角度から横位置を演算する。ミリ波レーダ２による物体検出では、反射したミリ波を受信できた場合に物体を検出したことになるので、反射したミリ波を受信する毎に１個のレーダ物標が得られる。また、ミリ波レーダ２による物体検出では、物体までの距離を正確に検出できるので、距離及び相対速度の精度が特に高い。

ステレオ画像物標設定処理について説明する。衝突軽減ＥＣＵ８では、左右のステレオ画像における物体の見え方のずれを利用して三角測量的に前方の物体を立体的に特定し、ステレオカメラ３から物体までの位置（物体の前端面までの距離、物体の前端面中央の横位置、物体の高さ位置）を演算するとともに、物体の立体的な大きさ（横幅、奥行き、高さ）を演算する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、前方の物体との相対速度を演算する。ステレオカメラ３による物体検出では、左右のステレオ画像から物体を特定できた場合に物体を検出したことになるので、物体を特定する毎に１個のステレオ画像物標が得られる。また、ステレオカメラ３による物体検出では、物体を立体的に検出できるので、物体の大きさの情報を取得できる。

照合処理について説明する。まず、衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、前回フュージョン物標と今回レーダ物標との照合を行う。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ８では、図３に示すように、前回フュージョン物標ＬＦの位置（距離、横位置）を中心として距離の閾値と横位置の閾値を設定し（図３の破線で示す平面領域参照）、前回フュージョン物標ＬＦの相対速度を中央値として相対速度の閾値を設定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回レーダ物標ＴＬの位置（距離、横位置）が前回フュージョン物標ＬＦの位置を中心とした距離の閾値内かつ横位置の閾値内に入っているか否かを判定するとともに、今回レーダ物標ＴＬの相対速度が相対速度の閾値内に入っているか否かを判定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標ＴＬが前回フュージョン物標ＬＦと類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合に類似性がないと判定する。この照合では、精度の高い情報がそれぞれ設定されている前回フュージョン物標を中心とし、レーダ物標が持っている位置情報を考慮して照合を行う。

また、衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、前回フュージョン物標と今回ステレオ画像物標との照合を行う。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ８では、図４に示すように、前回フュージョン物標ＬＦの位置（距離、横位置、高さ位置）を中心として距離の閾値、横位置の閾値、高さ位置の閾値を設定するとともに物体の奥行きの閾値、物体の横幅の閾値、物体の高さの閾値を設定し（図４の破線で示す立体領域参照）、前回フュージョン物標ＬＦの相対速度を中央値として相対速度の閾値を設定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回ステレオ画像物標ＴＩの位置（距離、横位置、高さ）が前回フュージョン物標ＬＦの位置を中心とした距離の閾値内かつ横位置の閾値内かつ高さ位置の閾値内に入っているか否か及び今回ステレオ画像物標ＴＩの大きさ（奥行き、横幅、高さ）が奥行きの閾値内かつ横幅の閾値内かつ高さの閾値内に入っているか否かを判定するとともに、今回ステレオ画像物標ＴＩの相対速度が相対速度の閾値内に入っているか否かを判定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回ステレオ画像物標ＴＩが前回フュージョン物標ＬＦと類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合に類似性がないと判定する。この照合では、精度の高い情報がそれぞれ設定されている前回フュージョン物標を中心とし、ステレオ画像物標が持っている位置情報に立体物の大きさ情報を考慮して照合を行う。

前回フュージョン物標に対して類似性のある今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標がそれぞれ存在する場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、その今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標との照合を行う。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ８では、図５に示すように、今回レーダ物標ＴＬの位置（距離、横位置）を中心として距離の閾値、横位置の閾値を設定するとともに物体の奥行きの閾値、物体の横幅の閾値を設定し（図５の破線で示す平面領域参照）、今回レーダ物標ＴＬの相対速度を中央値として相対速度の閾値を設定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回ステレオ画像物標ＴＩの位置（距離、横位置）が今回レーダ物標ＴＬの位置を中心とした距離の閾値内かつ横位置の閾値内に入っているか否か及び今回ステレオ画像物標ＴＩの大きさ（奥行き、横幅）が奥行きの閾値内かつ横幅の閾値内に入っているか否かを判定するとともに、今回ステレオ画像物標ＴＩの相対速度が相対速度の閾値内に入っているか否かを判定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、この判定において全ての閾値内に入っている場合に今回レーダ物標ＴＬと今回ステレオ画像物標ＴＩとが類似性があると判定し、１つでも閾値内に入っていない場合に類似性がないと判定する。類似性があると判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、前回フュージョン物標を今回フュージョン物標として更新し、今回フュージョン物標の情報として今回レーダ物標の距離及び相対速度を設定するとともに今回ステレオ画像物標の横位置、横幅、奥行き、高さ、高さ位置を設定する。一方、類似性がないと判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、前回フュージョン物標を削除する。この照合では、距離の精度が高く、物体のほぼ中央を横位置とする今回レーダ物標を中心とし、レーダ物標とステレオ画像物標が持っている位置情報にステレオ画像物標の持っている大きさ情報を考慮して照合を行う。

更新された今回フュージョン物標と類似性がなかった今回レーダ物標と今回ステレオ画像とがそれぞれ残っている場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、その残っている今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標との照合を行う。この照合方法は、上記した今回レーダ物標と今回ステレオ画像と同様の照合方法である。衝突軽減ＥＣＵ８では、類似性があると判定した今回レーダ物標と今回ステレオ画像とがある場合には今回フュージョン物標として新たに設定し、上記と同様に今回フュージョン物標の各情報を設定する。

ステレオカメラ３による物体検出では、遠方に存在する物体ほど、その物体に対する検出精度が低下する。特に、物体までの距離の精度が低下するので、同一の物体を検出している場合でもステレオ画像物標に設定されている距離とレーダ物標に設定されている距離との間に遠方の物体ほど差が生じる可能性がある。そのため、遠方に存在する物体については、ミリ波レーダ２による物体検出とステレオカメラ３による物体検出で同一の物体を検出している場合でも、照合において同一の物体と判断できない恐れがある。そこで、距離精度の高いレーダ物標の距離が長い場合（つまり、検出した物体が遠方に存在する場合）、距離の閾値を大きくする（つまり、同一物体を判断するための基準を同一物体と判断し易い基準に変更する）。これによって、遠方の物体に対してステレオカメラ３による物体検出において距離精度が低下し、ステレオ画像物標に設定されている距離とレーダ物標に設定されている距離とにある程度の差が生じても、照合においては距離の閾値内に入り、フュージョン物標を設定することができる。

具体的には、今回レーダ物標ＴＬと今回ステレオ画像物標ＴＩとの照合を行う前に、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回レーダ物標ＴＬの距離が距離基準Ｔ以下か否かを判定する。今回レーダ物標ＴＬの距離が距離基準Ｔ以下の場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回レーダ物標ＴＬの位置を中心として距離の閾値としてＡ（厳しめの基準値）を設定し、横位置の閾値としてＷを設定する（図６参照）。一方、今回レーダ物標ＴＬの距離が距離基準Ｔ以下の場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回レーダ物標ＴＬの位置を中心として距離の閾値としてＡより大きいＢ（緩めの基準値）を設定し、横位置の閾値としてＷを設定する（図７参照）。

なお、各照合において照合対象の物標が複数ある場合（例えば、今回レーダ物標が複数ある場合）、全ての組み合せについてそれぞれ照合を行う。また、各閾値は、ミリ波レーダ２やステレオカメラ３による検出精度などを考慮して予め設定され、衝突軽減ＥＣＵ８に格納されている。距離の閾値や相対速度の閾値については、自車両の車速を考慮して可変としてもよい。奥行き、横幅、高さは物体の大きさを表し、検出対象が車両なので、奥行き、横幅、高さの各閾値については一般的な車両の大きさに基づいて設定される。特に、距離基準Ｔ、距離の閾値Ａ，Ｂについては、ステレオカメラ３の性能やステレオカメラ３による物体検出における距離精度などを考慮して設定される。

衝突軽減処理について説明する。今回フュージョン物標がある場合（つまり、前方車両が存在する場合）、衝突軽減ＥＣＵ８では、車速を考慮して、今回フュージョン物標に設定されている距離情報に基づいて衝突する可能性の段階（例えば、可能性が高い、低い、無しの３段階）を設定する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、衝突する可能性の段階に応じて、ブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７を制御する。

この制御を衝突する可能性の段階が３段階の場合を例に挙げて説明する。衝突の可能性が無い段階では、衝突軽減ＥＣＵ８では、ブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７に対する制御を行わない。

衝突の可能性が低い段階では、衝突軽減ＥＣＵ８では、ブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・に対する制御を行わず、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７に対する制御を行う。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ８では、前方に車両が接近していることを知らせるためにシートベルトを少し引き込むための目標引込量信号を設定し、その目標引込量信号をシートベルトアクチュエータ６，・・・にそれぞれ送信する（運転席のシートベルトアクチュエータ６にのみ送信するようにしてもよい）。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、前方に車両が接近していることを知らせるために警報信号を設定し、その警報信号をブザー７に送信する。

衝突の可能性が高い段階では、衝突軽減ＥＣＵ８では、ブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７全てに対する制御を行う。具体的には、衝突軽減ＥＣＵ８では、車両を減速させるための目標ブレーキ力信号を設定し、その目標ブレーキ力信号をブレーキＥＣＵ４に送信する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、車両が傾かないように（前部が沈みこまないように）するための目標減衰力信号を設定し、その目標減衰力信号をサスペンション制御アクチュエータ５，・・・にそれぞれ送信する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、乗員を強く拘束するための目標引込量信号を設定し、その目標引込量信号をシートベルトアクチュエータ６，・・・にそれぞれ送信する。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、前方に車両が接近していることを知らせるために警報信号を設定し、その警報信号をブザー７に送信する。

なお、衝突する可能性だけでなく、前方車両とのオーバラップ量なども求め、これら他の情報も考慮してブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７を制御するようにしてもよい。

図１〜図７を参照して、衝突軽減装置１における動作について説明する。特に、衝突軽減ＥＣＵ８における照合処理の流れについては図８のフローチャートに沿って説明する。図８は、第１の実施の形態に係る照合処理の流れを示すフローチャートである。

ミリ波レーダ２では、前方にミリ波を送信するとともに反射してきたミリ波を受信し、その送受信データをレーダ信号として衝突軽減ＥＣＵ８に送信する。ステレオカメラ３では、前方をそれぞれ撮像し、その撮像した左右のステレオ画像を各画像信号として衝突軽減ＥＣＵ８にそれぞれ送信する。

衝突軽減ＥＣＵ８では、ミリ波レーダ２からのレーダ信号を受信するとともに、ステレオカメラ３からの各画像信号をそれぞれ受信する。そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、レーダ信号によるレーダ情報に基づいてレーダ物標を設定する。また。衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、各画像信号による左右のステレオ画像に基づいてステレオ画像物標を設定する。

そして、衝突軽減ＥＣＵ８では、一定時間毎に、以下の照合処理を行う。衝突軽減ＥＣＵ８では、距離、横位置の位置情報及び相対速度により、前回フュージョン物標とレーダ物標との照合を行う（Ｓ１０）。また、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離、横位置、高さ位置の位置情報、奥行き、横幅、高さの大きさ情報及び相対速度により、前回フュージョン物標とステレオ画像物標との照合を行う（Ｓ１１）。

そして、前回フュージョン物標と類似性のあるレーダ物標とステレオ画像物標がそれぞれ存在する場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、そのレーダ物標の距離が距離基準Ｔ以下か否かを判定する（Ｓ１２）。Ｓ１２にて距離基準Ｔ以下と判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離の閾値としてＡを設定する（Ｓ１３）。一方、Ｓ１２にて距離基準Ｔより長いと判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離の閾値としてＢ（＞Ａ）を設定する（Ｓ１４）。

距離の閾値を設定すると、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離、横位置の位置情報、奥行き、横幅の大きさ情報及び相対速度により、前回フュージョン物標と類似性のあったレーダ物標とステレオ画像物標との照合を行う（Ｓ１５）。

衝突軽減ＥＣＵ８では、Ｓ１５での照合において類似性があるか否かを判定する（Ｓ１６）。Ｓ１６にて類似性があると判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、照合を行った前回フュージョン物標を今回フュージョン物標に更新し、その今回フュージョン物標の情報としてレーダ物標の距離及び相対速度を設定するとともにステレオ画像物標の横位置、横幅、奥行き、高さ、高さ位置を設定する（Ｓ１７）。この際、類似性のあったレーダ物標とステレオ画像物標を削除する。一方、Ｓ１６にて類似性がないと判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、照合を行った前回フュージョン物標を削除する（Ｓ１８）。このＳ１０〜Ｓ１８までの処理を、全ての前回フュージョン物標と全てのレーダ物標及び全てのステレオ画像物標との全ての組み合せについて行う。ここまでの処理によって、前回フュージョン物標に対する追跡が終了する。

レーダ物標とステレオ画像物標が残っている場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、そのレーダ物標の距離が距離基準Ｔ以下か否かを判定する（Ｓ１９）。Ｓ１９にて距離基準Ｔ以下と判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離の閾値としてＡを設定する（Ｓ２０）。一方、Ｓ１９にて距離基準Ｔより長いと判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離の閾値としてＢ（＞Ａ）を設定する（Ｓ２１）。

距離の閾値を設定すると、衝突軽減ＥＣＵ８では、距離、横位置の位置情報、奥行き、横幅の大きさ情報及び相対速度により、残っているレーダ物標とステレオ画像物標との照合を行う（Ｓ２２）。

衝突軽減ＥＣＵ８では、Ｓ２２での照合において類似性があるか否かを判定する（Ｓ２３）。Ｓ２３にて類似性があると判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、類似性のあったレーダ物標とステレオ画像物標とにより今回のフュージョン物標を設定し、その今回フュージョン物標の情報としてレーダ物標の距離及び相対速度を設定するとともにステレオ画像物標の横位置、横幅、奥行き、高さ、高さ位置を設定する（Ｓ２４）。このＳ１９〜Ｓ２４までの処理を、残っていた全てのレーダ物標と全てのステレオ画像物標との全ての組み合せについて行う。ここまでの処理によって、全てのレーダ物標と全てのステレオ画像物標との照合処理が終了する。

なお、前回フュージョン物標が設定されていない場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、Ｓ１０〜Ｓ１８の処理を行わずに、Ｓ１９の処理から照合処理を行う。また、今回フュージョン物標を更新後にレーダ物標、ステレオ画像物標が残らなかった場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、Ｓ１９〜Ｓ２４の処理を行わずに、今回の照合処理を終了する。また、レーダ物標、ステレオ画像物標の少なくとも一方の物標が設定されていない場合、今回の照合処理を行わない。

照合処理によって今回のフュージョン物標が設定された場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、そのフュージョン物標に設定されている情報に基づいて衝突する可能性の段階を設定し、衝突する可能性の段階に応じて、ブレーキＥＣＵ４、サスペンション制御アクチュエータ５，・・・、シートベルトアクチュエータ６，・・・、ブザー７を制御する。この制御によって、前方車両との衝突の可能性が低い段階では、シートベルトアクチュエータ６，・・・によるシートベルトの引き込みとブザー７によるブザー音の出力によって前方車両の接近を運転者に認識させる。さらに、前方車両との衝突の可能性が高くなると、ブレーキＥＣＵ４による自動ブレーキ力による減速とサスペンション制御アクチュエータ５，・・・によるサスペンションの硬さ調節を行い、シートベルトアクチュエータ６，・・・によるシートベルトの更なる引き込みによって乗員を強く拘束し、ブザー７によるブザー音の出力によって前方車両の更なる接近を運転者に認識させる。一方、照合処理によって今回のフュージョン物標が設定されなかった場合、衝突軽減ＥＣＵ８では、今回の衝突軽減処理を行わない。

この衝突軽減装置１によれば、物体までの距離に応じて距離の閾値を変えるので、遠方の前方車両に対してステレオカメラ３による物体の検出精度が低下した場合でも、近傍の前方車両の場合と同様に、前方車両を高精度に検出することができる。

また、この衝突軽減装置１によれば、位置情報に加えて大きさの情報を用いて照合を行うので、検出対象の車両の大きさを考慮して照合を行うことができ、前方車両を高精度に検出することができる。さらに、衝突軽減装置１によれば、相対速度も用いて照合を行うので、移動体である前方車両をより高精度に検出することができる。

図１、図２及び図５〜図７を参照して、第２の実施の形態に係る衝突軽減装置１１について説明する。なお、衝突軽減装置１１では、第１の実施の形態に係る衝突軽減装置１と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

衝突軽減装置１１は、衝突軽減装置１と比較すると、レーダ物標設定処理、ステレオ画像物標設定処理、照合処理が異なる。つまり、衝突軽減装置１１では、レーダ物標、ステレオ画像物標それぞれについて追跡を行い、レーダ物標またはステレオ画像物標と前回フュージョン物標との照合を行わない。したがって、衝突軽減装置１１は、衝突軽減装置１とは衝突軽減ＥＣＵにおける処理のみが異なり、第１の実施の形態に係る衝突軽減ＥＣＵ８の代わりに衝突軽減ＥＣＵ１８を備えている。なお、第２の実施の形態では、衝突軽減ＥＣＵ１８が特許請求の範囲に記載する判断手段に相当する。

衝突軽減ＥＣＵ１８も、第１の実施の形態に係る衝突軽減ＥＣＵ８と同様に、衝突軽減装置１１を統括制御する電子制御ユニットである。衝突軽減ＥＣＵ１８は、衝突軽減ＥＣＵ８とレーダ物標設定処理、ステレオ画像物標設定処理、照合処理が異なる。そこで、その各処理についてのみ説明する。

レーダ物標設定処理について説明する。衝突軽減ＥＣＵ１８では、第１の実施の形態と同様に、一定時間毎に、レーダ情報からレーダ物標を得る。さらに、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、前回レーダ物標とその得たレーダ物標との照合を行う。この照合は、第１の実施の形態における前回フュージョン物標と今回レーダ物標との照合方法と同様の照合方法であり、距離、横位置、相対速度により照合を行う。この際、前回フュージョン物標の代わりに前回レーダ物標を中心にして各閾値を設定し、その各閾値内にレーダ物標が入っているか否かを判定する。衝突軽減ＥＣＵ１８では、照合において類似性があると判定した場合には前回レーダ物標を今回レーダ物標として更新し、今回の情報を設定する。一方、衝突軽減ＥＣＵ１８では、照合において類似性がないと判定した場合には前回レーダ物標を削除する。また、衝突軽減ＥＣＵ１８では、前回レーダ物標と類似性のなかったレーダ物標を今回レーダ物標として新たに設定する。

ステレオ画像物標設定処理について説明する。衝突軽減ＥＣＵ１８では、第１の実施の形態と同様に、一定時間毎に、ステレオ画像からステレオ画像物標を得る。さらに、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、前回ステレオ画像とその得たステレオ画像物標との照合を行う。この照合は、第１の実施の形態における前回フュージョン物標と今回ステレオ画像物標との照合方法と同様の照合方法であり、距離、横位置、高さ位置、奥行き、横幅、高さ、相対速度により照合を行う。この際、前回フュージョン物標の代わりに前回ステレオ画像物標を中心にして各閾値を設定し、その各閾値内にステレオ画像物標が入っているか否かを判定する。衝突軽減ＥＣＵ１８では、照合において類似性があると判定した場合には前回ステレオ画像物標を今回ステレオ画像物標として更新し、今回の情報を設定する。一方、衝突軽減ＥＣＵ１８では、照合において類似性がないと判定した場合には前回ステレオ画像物標を削除する。また、衝突軽減ＥＣＵ１８では、前回ステレオ画像物標と類似性のなかったステレオ画像物標を今回ステレオ画像物標として新たに設定する。

照合処理について説明する。衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標との照合を行う。この照合は、第１の実施の形態における残った今回レーダ物標と今回ステレオ画像物標との照合方法と同様の照合方法であり、距離、横位置、奥行き、横幅、相対速度により照合を行う。なお、照合において照合対象の物標が複数ある場合（例えば、今回レーダ物標が複数ある場合）、全ての組み合せについてそれぞれ照合を行う。

図１、図２及び図５〜図７を参照して、衝突軽減装置１１における動作について説明する。特に、衝突軽減ＥＣＵ１８における照合処理の流れについては図９のフローチャートに沿って説明する。図９は、第２の実施の形態に係る照合処理の流れを示すフローチャートである。ここでは、衝突軽減装置１における動作と異なる衝突軽減ＥＣＵ１８におけるレーダ物標設定処理、ステレオ画像物標設定処理、照合処理についてのみ説明する。

衝突軽減ＥＣＵ１８では、ミリ波レーダ２からのレーダ信号を受信するとともに、ステレオカメラ３からの各画像信号をそれぞれ受信する。

そして、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、レーダ信号によるレーダ情報に基づいてレーダ物標を取得する。そして、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、前回レーダ物標を追跡するために、その取得したレーダ物標と前回レーダ物標との照合を行う。照合の結果、衝突軽減ＥＣＵ１８では、類似性のあった前回レーダ物標を今回のレーダ物標として更新して今回の情報を設定し、類似性のなかった前回レーダ物標を削除する。さらに、衝突軽減ＥＣＵ１８では、取得したレーダ物標のうち類似性のなかったレーダ物標を今回レーダ物標として新たに設定する。なお、前回レーダ物標が設定されていなかった場合、衝突軽減ＥＣＵ１８では、取得したレーダ物標を全て今回のレーダ物標として設定する。

また、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、各画像信号による左右のステレオ画像に基づいてステレオ画像物標を取得する。そして、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、前回ステレオ画像物標を追跡するために、その取得したステレオ画像物標と前回ステレオ画像物標との照合を行う。照合の結果、衝突軽減ＥＣＵ１８では、類似性のあった前回ステレオ画像物標を今回のステレオ画像物標として更新して今回の情報を設定し、類似性のなかった前回ステレオ画像物標を削除する。さらに、衝突軽減ＥＣＵ１８では、取得したステレオ画像物標のうち類似性のなかったステレオ画像物標を今回のステレオ画像物標として新たに設定する。なお、前回ステレオ画像物標が設定されていなかった場合、衝突軽減ＥＣＵ１８では、取得したステレオ画像物標を全て今回のステレオ画像物標として設定する。

レーダ物標とステレオ物標との照合を行う前、衝突軽減ＥＣＵ１８では、そのレーダ物標の距離が距離基準Ｔ以下か否かを判定する（Ｓ３０）。Ｓ３０にて距離基準Ｔ以下と判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ１８では、距離の閾値としてＡを設定する（Ｓ３１）。一方、Ｓ３０にて距離基準Ｔより長いと判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ１８では、距離の閾値としてＢ（＞Ａ）を設定する（Ｓ３２）。

そして、衝突軽減ＥＣＵ１８では、一定時間毎に、以下の照合処理を行う。衝突軽減ＥＣＵ１８では、距離、横位置の位置情報、奥行き、横幅の大きさ情報及び相対速度により、レーダ物標とステレオ画像物標との照合を行う（Ｓ３３）。

衝突軽減ＥＣＵ１８では、Ｓ３３での照合において類似性があるか否かを判定する（Ｓ３４）。Ｓ３４にて類似性があると判定した場合、衝突軽減ＥＣＵ１８では、類似性のあったレーダ物標とステレオ画像物標とにより今回のフュージョン物標を設定し、その今回フュージョン物標の情報としてレーダ物標の距離及び相対速度を設定するとともにステレオ画像物標の横位置、横幅、奥行き、高さ、高さ位置を設定する（Ｓ３５）。このＳ３０〜Ｓ３５の処理を、全てのレーダ物標と全てのステレオ画像物標との全ての組み合せについて行う。ここまでの処理によって、全てのレーダ物標と全てのステレオ画像物標との照合処理が終了する。なお、レーダ物標、ステレオ画像物標の少なくとも一方の物標が設定されていない場合、今回の照合処理を行わない。

この衝突軽減装置１１でも、第１の実施の形態に係る衝突軽減装置１と同様の効果を奏する。

以上の実施の形態で詳細に説明したように、レーダで検出した物標の距離が長いときには、画像による物標の位置は距離の影響を受けて実際の位置から離れた位置で検出される可能性がある。しかし、本実施の形態のように構成することにより、画像による物標とレーダによる物標が検出されやすくなり、物体を高精度に検出することが可能となる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では車両に搭載される衝突軽減装置に適用したが、車間距離制御装置、追従走行装置などの他の運転支援装置や周辺監視装置などの他の装置にも適用可能であり、物体検出装置単体としても活用可能である。また、検出対象としては、前方の車両以外にも、歩行者や自転車などの他の物体を検出することも可能である。また、搭載対象としては、車両以外にも、ロボットなどに搭載することも可能である。

また、本実施の形態ではレーダ検出手段としてミリ波レーダを用いる構成としたが、レーザレーダなどの他のレーダを用いてもよい。

また、本実施の形態では画像検出手段としてステレオカメラを用いる構成としたが、ステレオカメラ以外のカメラを用いてもよい。

また、本実施の形態ではミリ波レーダによる情報に基づくレーダ物標の設定及びステレオカメラによるステレオ画像に基づくステレオ画像物標の設定を衝突軽減ＥＣＵで行う構成としたが、ミリ波レーダに処理部を備え、ミリ波レーダでレーダ物標を設定する構成としてもよいし、また、ステレオカメラに画像処理部を備え、ステレオカメラでステレオ画像物標を設定する構成としてもよい。

また、本実施の形態では横幅や奥行きなどの大きさ情報及び相対速度も用いて照合を行う構成としたが、相対速度を用いないで照合を行う構成としてもよいし、あるいは、大きさ情報の全てまたは一部を用いないで照合を行う構成としてもよい。

また、本実施の形態では各照合において複数の閾値による判定で全ての閾値条件を満たしている場合に類似性があると判定する構成としたが、全ての閾値条件のうちの幾つかの閾値条件を満たしている場合に類似性があると判定する構成としてもよい。

また、本実施の形態では距離基準Ｔに基づいて距離の閾値を１段階でのみ変更する構成としたが、距離基準を複数段階設け、物体までの距離に応じて距離の閾値を複数段階で順次変更し、物体の距離が長くなるほど段階的に閾値を大きくするようにしてもよい。

また、本実施の形態ではレーダ物標とステレオ画像物標とを照合する際に物体までの距離に応じて距離の閾値を変える構成としたが、前回フュージョン物標とステレオ画像物標とを照合する際も同様に物体までの距離に応じて距離の閾値を変える構成としてもよい。

また、第２の実施の形態では衝突軽減ＥＣＵにおいてミリ波レーダによる情報に基づくレーダ物標の追跡判定処理とステレオカメラによるステレオ画像に基づくステレオ画像物標の追跡判定処理及びレーダ物標とステレオ画像物標との照合処理を行う構成としたが、これら全ての処理を衝突軽減ＥＣＵで行う必要はなく、ミリ波レーダによる情報に基づくレーダ物標の追跡判定処理を行うためのミリ波レーダＥＣＵとステレオカメラによるステレオ画像に基づくステレオ画像物標の追跡判定処理を行うための画像ＥＣＵを衝突軽減ＥＣＵとは別に設ける構成としてもよい。この場合、物標の追跡判定処理についてはミリ波レーダＥＣＵと画像ＥＣＵでそれぞれ行い、照合処理については衝突軽減ＥＣＵで行うことになる。このような構成とする場合、ミリ波レーダＥＣＵをミリ波レーダと衝突軽減ＥＣＵとの間に配置し、画像ＥＣＵをステレオカメラと衝突軽減ＥＣＵとの間に配置することが適している。

本実施の形態に係る衝突軽減装置の構成図である。 本実施の形態に係るレーダ物標、ステレオ画像物標及びフュージョン物標の説明図である。 第１の実施の形態に係る前回フュージョン物標とレーダ物標との照合方法の説明図である。 第１の実施の形態に係る前回フュージョン物標とステレオ画像物標との照合方法の説明図である。 本実施の形態に係るレーダ物標とステレオ画像物標との照合方法の説明図である。 本実施の形態に係るレーダ物体とステレオ画像物標との照合において物体が近傍に存在する場合の閾値を示す図である。 本実施の形態に係るレーダ物体とステレオ画像物標との照合において物体が遠方に存在する場合の閾値を示す図である。 第１の実施の形態に係る照合処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係る照合処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１，１１…衝突軽減装置、２…ミリ波レーダ、３…ステレオカメラ、４…ブレーキＥＣＵ、５…サスペンション制御アクチュエータ、６…シートベルトアクチュエータ、７…ブザー、８，１８…衝突軽減ＥＣＵ

Claims (1)

1. レーダによって物体を検出するレーダ検出手段と、
   画像によって物体を検出する画像検出手段と、
   前記レーダ検出手段によって検出した物体の位置情報の検出値を中心値として設定した閾値内に、前記画像検出手段によって検出した物体の位置情報の検出値が入っている場合に、前記レーダ検出手段によって検出した物体と前記画像検出手段によって検出した物体とが同一物体と判断する判断手段と
   を備え、
   前記レーダ検出手段によって検出した物体までの距離が所定の距離基準値よりも長い場合は、前記レーダ検出手段によって検出した物体までの距離が前記所定の距離基準値よりも短い場合よりも、前記閾値を大きくすることを特徴とする物体検出装置。

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