JP4819919B2

JP4819919B2 - 車両用物体検知装置

Info

Publication number: JP4819919B2
Application number: JP2009099620A
Authority: JP
Inventors: 弘之小池
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-04-16
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: JP2010249668A; US8633832B2; US20100265049A1

Description

この発明は車両用物体検知装置に関し、より具体的にはデリニエータ（視線誘導標）などの高反射物体の影響によって歩行者などの低反射物体の検出が遅れないようにした装置に関する。

自車進行方向にレーザ光（電磁波）を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信し、受信された反射波のうち検知しきい値を超える反射波に基づいて歩行者や車両など物体を検出することは良く行われており、その例として下記の特許文献１記載の技術を挙げることができる。

特開平１１−１１５６６０号公報

デリニエータなどの高反射物体が設置される道路において歩行者などの低反射物体がその付近にいる場合、電磁波の反射波を受信するとき、高反射物体は反射レベルが大きいため、その幅が拡大し、歩行者などがデリニエータと融合して検出が遅れることがある。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、高反射物体と低反射物体とを精度良く識別して歩行者などの低反射物体の検出が遅れることのないようにした車両用物体検知装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、自車進行方向に電磁波を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波のうち反射レベル検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段と、前記複数の検知領域の一つに前記高反射波があると判定されるとき、前記複数の検知領域の前記一つ以外の領域に前記高反射波がなく、かつ前記検知しきい値を超える低反射波があるか否か判定する低反射波判定手段と、前記低反射波があると判定されるとき、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段とを備える如く構成した。

請求項２にあっては、自車進行方向に電磁波を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波のうち反射レベルが検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段と、前記複数の検知領域のうち、すべての検知領域で前記高反射波があると判定されるとき、前記電磁波送受信手段の電磁波のスキャン方向を前記路面に平行な水平方向から前記路面に垂直な垂直方向に変更させ、前記高反射波に相当する高反射物体が検出された場所を除く、その近傍を複数回スキャンし、前記スキャンにより受信され、前記検知しきい値を超える複数の低反射波を積分することで、前記低反射波を前記高反射物体検知しきい値を超える値として検出し、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段とを備える如く構成した。

請求項１に係る車両用物体検知装置にあっては、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値を超える高反射波があるか否か判定し、複数の検知領域の一つに高反射波があると判定されるとき、複数の検知領域のそれ以外の領域に高反射波がなく、かつ検知しきい値を超える低反射波があるか否か判定し、低反射波があると判定されるとき、低反射波に相当する低反射物体を高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する如く構成したので、反射レベルをしきい値を比較することで、デリニエータなどの高反射物体と歩行者などの低反射物体とを精度良く識別することができ、歩行者などの低反射物体の検出が遅れることがない。

請求項２に係る車両用物体検知装置にあっては、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において反射レベルが検知しきい値より高く設定された高反射物しきい値を超える高反射波があるか否か判定し、複数の検知領域のうち、すべての検知領域で高反射波があると判定されるとき、スキャン方向を路面に垂直な垂直方向に変更させ、高反射波に相当する高反射物体が検出された場所を除く、その近傍を複数回スキャンし、前記スキャンにより受信され、検知しきい値を超える複数の低反射波を積分することで、低反射波を高反射物体検知しきい値を超える値として検出し、低反射波に相当する低反射物体を高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する如く構成したので、同様に高反射物体と低反射物体とを精度良く識別することができ、歩行者などの低反射物体の検出が遅れることがない。

また、複数回のスキャンで受信される反射波を積分することで、低反射波に相当する低反射物体を高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する如く構成したので、低反射物体を精度良く検出することができる。

この発明の実施例に係る車両用物体検知装置を全体的に示す概略図である。図１に示すレーダの水平方向の検知領域（スキャン範囲）を示す車両（自車）の平面図である。図１に示すレーダの垂直方向の検知領域（レイヤ）を示す車両の側面図である。車両の走行路を室内から撮影した画像とその走行路をレーダでスキャンするときの説明図である。図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。図５フロー・チャートの処理を説明する説明である。図１に示すレーダの水平方向の検知領域を示す、図２と同様な車両（自車）の平面図である。図５フロー・チャートの処理を説明する、図６と同様な説明である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用物体検知装置を実施するための形態について説明する。

図１は、この発明の実施例に係る車両用物体検知装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は自車（車両）を示し、その前部には４気筒の内燃機関（図１で「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）１２が搭載される。エンジン１２の出力は自動変速機（図１で「Ｔ／Ｍ」と示す）１４に入力される。エンジン１２の出力は自動変速機１４で適宜変速されて左右の前輪１６に伝えられ、左右の前輪１６を駆動しつつ、左右の後輪２０を従動させて自車１０を走行させる。

自車１０の運転席にはオーディオスピーカとインディケータからなる警報装置２２が設けられ、音声と視覚によって運転者に警報する。自車１０の運転席床面に配置されたブレーキペダル２４は、マスタバック２６、マスタシリンダ３０およびブレーキ油圧機構３２を介して左右の前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ（ディスクブレーキ）３４に接続される。

運転者がブレーキペダル２４を操作すると（踏み込むと）、その踏み込み力（踏力）はマスタバック２６で増力され、マスタシリンダ３０は増力された踏み込み力で制動圧を発生し、ブレーキ油圧機構３２を介して前輪１６と後輪２０のそれぞれに装着されたブレーキ３４を動作させ、自車１０を減速させる（制動する）。ブレーキペダル２４の付近にはブレーキスイッチ３６が配置され、運転者によってブレーキペダル２４が操作されるとき、オン信号を出力する。

ブレーキ油圧機構３２は、リザーバに接続される油路に介挿された電磁ソレノイドバルブ群、油圧ポンプ、および油圧ポンプを駆動する電動モータ（全て図示せず）などを備える。電磁ソレノイドバルブ群は駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ（電子制御ユニット）４０に接続され、よって４個のブレーキ３４は、運転者によるブレーキペダル２４の操作とは別に、ＥＣＵ４０によっても相互に独立して作動するように構成される。

自車１０の前部にはレーダ（レーザスキャンレーダ）４２が設けられる。レーダ４２は自車１０の進行方向の周辺に向けて所定の時間間隔でレーザ光（電磁波）を送信し、周辺に存在する物体にレーザ光を反射させて得た反射波を受信することにより、物体を検知する。

レーダ４２の出力は、マイクロコンピュータからなるレーダ出力処理ＥＣＵ（電子制御ユニット）４４に送られる。レーダ出力処理ＥＣＵ４４では、検知しきい値（図２、図８）を超える反射波の反射点を２次元平面に投影して得た点群の配列に基づいて物体の輪郭を構成する線分を認識すると共に、認識された線分に基づいて物体の端点を抽出する。また、反射波の入射方向から物体の方位を検知し、物体の二次元情報を得る。

またレーダ出力処理ＥＣＵ４４は、レーザ光を発射してから抽出された端点での反射光を受信するまでの時間を測定して物体までの相対距離（相対位置）を算出し、さらに相対距離を微分することで物体との相対速度を求める。

図２と図３において、符号４２ａはレーダ４２の水平方向の検知領域（スキャン範囲）を示す。即ち、レーダ４２は所定の時間間隔、例えば１００ｍｓｅｃで図２に示すように自車１０の周辺の路面Ｒと平行な水平方向と、図３に示すように路面Ｒに直交する垂直方向にレーザ光を送信する。

より具体的には、レーダ４２は、図２に示すように細いレーザビーム４２ｂを左から右に照射して水平方向の検知領域４２ａをスキャン（走査）すると共に、検知領域４２ａを図３に示すように垂直方向に１度ずつ上下させる。図３に示す垂直方向において上下の（換言すれば上下方向に領域を異ならせた）検知領域４２ａをレイヤといい、上から順にレイヤ１、レイヤ２、レイヤ３という。

図４は自車１０が走行する走行路を自車１０の室内から撮影した画像である。図４において（ａ）は画像、（ｂ）（ｃ）（ｄ）は（ａ）に示される走行路をレーダ４２でスキャンするときの説明図である。図４（ｂ）においてレイヤ１，２，３の窓のそれぞれがレーザビーム４２ｂに対応する。図示の如く、レーザビーム４２ｂはレイヤごとに図において常に左から右にスキャンされる。

図１の説明に戻ると、レーダ出力処理ＥＣＵ４４の出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）４０に送られる。図示は省略するが、ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ、入出力回路などからなるマイクロコンピュータから構成される。

前輪１６と後輪２０の付近には車輪速センサ４６がそれぞれ配置され、各車輪の所定回転角度ごとにパルス信号を出力する。自車１０の運転席に設けられたステアリングホイール５０の付近には操舵角センサ５２が配置され、運転者によって入力されたステアリングホイール５０の操舵角に比例する出力を生じる。また、自車１０の中央位置付近にはヨーレートセンサ５４が配置され、自車１０の重力軸回りのヨーレート（角速度）に応じた出力を生じる。

上記したセンサ群の出力も、ＥＣＵ４０に送出される。ＥＣＵ４０は４個の車輪速センサ４６の出力をカウントし、その平均値を算出するなどして自車１０の走行速度（車速）を検出する。

図５は、図１に示す車両用物体検知装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムはＥＣＵ４０において所定時間、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。

以下説明すると、Ｓ１０においてレーダ出力処理ＥＣＵ４４を含む、各センサの検知情報を取り込む。

次いでＳ１２に進み、車輪速センサ４６から検出された自車１０の速度Ｖとヨーレートセンサ５４から検出されたヨーレートなどから、自車１０の進路を推定する。

次いでＳ１４に進み、レイヤ１，２，３において検知しきい値（図２（ａ）あるいは図８（ａ）に示す）を超える反射波のうち反射レベルが検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値（図８（ａ）に示す）を超える高反射波があるか否か判定する。

Ｓ１４で否定されるときは以降の処理をスキップする。即ち、この場合は、検知しきい値を超える反射波に基づいて歩行者、車両などの物体を検出する。

他方、Ｓ１４で肯定されてレイヤ１，２，３のいずれかで高反射波があると判定されるとき、Ｓ１６に進み、他のレイヤにおいて判定された検知方向に低反射波があるか否か判定する。

図５フロー・チャートの説明を続ける前に、図２などを参照してこの発明の課題を再説する。

図２と図３に示すようなデリニエータ（視線誘導標）などの高反射物体１００が設置される走行路において、歩行者などの低反射物体１０２がその付近にいる場合、レーザ光の反射波を受信するとき、高反射物体１００は反射レベルが大きいため、その幅が拡大し、図２（ｃ）（ｄ）に示す如く、レイヤ２，３では歩行者などがデリニエータと融合してしまう。

尚、図２（ａ）（および後記する図８（ａ））は受光角度に対する反射波の反射レベルを示し、図２（ｃ）（ｄ）（および後記する図８（ｂ））は検知角度に対する反射波の検知距離を示す。

他方、レイヤ１では分離可能であるが、車両用物体検知装置の場合、短時間に処理する必要があることから、レイヤごとに処理するのは困難であり、通例、中央のレイヤ２の検知情報に基づいて物体を検出する。

尚、レイヤ２の検知情報に基づく場合であっても、時刻４，５では高反射物体（デリニエータ）１００は検知エリア外になるため、低反射物体１０２を識別可能となるが、その時刻では検出が遅れる。この発明はそのような不都合を解消することを課題とする。

図５フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ１６で肯定されて低反射波があると判定されるとき、Ｓ１８に進み、レイヤ１，２，３の検知情報を別々に処理する。

即ち、レイヤ２のみではなく、レイヤ１，３の検知情報も別々に処理し、いずれかに、例えば図６に示す如く、レイヤ３においてレイヤ２で高反射波が検知された方向に低反射波に相当する低反射物体のデータが存在する場合、それを分離して出力、即ち、低反射波に相当する低反射物体１０２を、高反射波に相当する高反射物体１００とは別の物体と識別する。

他方、Ｓ１６で否定され、低反射波がないと判定されるときはＳ２０に進み、検知しきい値を高反射物検知しきい値（図８（ａ））に上げる（換言すればレーザレーダ４２の感度を下げる）と共に、スキャン方向を路面に平行な水平方向から路面に垂直な垂直方向に変更させ、前記高反射波に相当する高反射物体が検出された場所を除く、即ち、検出された場所は除外してその近傍を再スキャンさせる。

図４を参照して説明すると、同図（ａ）に示すような高反射物体１００の付近に歩行者（低反射物体１０２）がいる走行路において、通常は同図（ｂ）に示す如く、３０ｍｓｅｃごとにレイヤ１，２，３をスキャンする。即ち、９０ｍｓｅｃかけて３つのレイヤをスキャンする。ただし、物体検出はレイヤ２の検知情報に基づいて行うことは前記した通りである。

そのとき、レーザレーダ４２の反射レベルから高反射物体があることが検知された場合、感度を下げ（検知しきい値を上げ）、同図（ｃ）に示す如く、３０ｍｓｅｃかけてレイヤ２を水平方向にスキャンする。

次いで、残りの６０ｓｅｃの間、同図（ｄ）に示す如く、高反射物体の横側（自車１０に近い側）をスキャン方向を垂直方向に変更しつつ、レイヤ１，２，３を部分的に上下に３回スキャンする。

より具体的には、図８（ｃ）（ｄ）に示す如く、低反射物体（歩行者など）１０２の反射レベルを積分しつつ、レイヤ１，２，３を部分的に上下に３回スキャンする。このように高反射物体の横側をスキャン密度を上げてスキャンすることで、低反射波に相当する低反射物体１０２を高反射波に相当する高反射物体１００とは別の物体と識別する。

上記した如く、この実施例にあっては、自車進行方向に電磁波（レーザ光）を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段（レーザレーダ４２、レーダ出力処理ＥＣＵ４４，ＥＣＵ４０，Ｓ１０）と、前記受信された反射波のうち反射レベル検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１０）とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域（レイヤ１，２，３）において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１４）と、前記複数の検知領域の一つに前記高反射波があると判定されるとき、前記複数の検知領域の前記一つ以外の領域に前記高反射波がなく、かつ前記検知しきい値を超える低反射波があるか否か判定する低反射波判定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１６）と、前記低反射波があると判定されるとき、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１８）とを備える如く構成したので、反射レベルをしきい値と比較することで、デリニエータなどの高反射物体１００と歩行者などの低反射物体１０２とを精度良く識別することができ、歩行者などの低反射物体１０２の検出が遅れることがない。

また、自車進行方向に電磁波（レーザ光）を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段（レーザレーダ４２、レーダ出力処理ＥＣＵ４４，ＥＣＵ４０，Ｓ１０）と、前記受信された反射波のうち反射レベルが検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１０）とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域（レイヤ１，２，３）において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段（ＥＣＵ４０，Ｓ１４）と、前記複数の検知領域のうち、すべての検知領域で前記高反射波があると判定されるとき、前記電磁波送受信手段の電磁波のスキャン方向を前記路面に平行な水平方向から前記路面に垂直な垂直方向に変更させ、前記高反射波に相当する高反射物体が検出された場所を除く、その近傍を複数回スキャンし、前記スキャンにより受信され、前記検知しきい値を超える複数の低反射波を積分することで、前記低反射波を前記高反射物体検知しきい値を超える値として検出し、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段（ＥＣＵ４０，Ｓ２０）とを備える如く構成したしたので、同様にデリニエータなどの高反射物体１００と歩行者などの低反射物体１０２とを精度良く識別することができ、歩行者などの低反射物体１０２の検出が遅れることがない。

また、複数回のスキャンで受信される反射波、より正確には反射レベルを積分することで、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する（ＥＣＵ４０，Ｓ２０）如く構成したので、歩行者などの低反射物体１０２を精度良く検出することができる。

尚、上記において、高反射物体１００の例としてデリニエータ、低反射物体１０２の例として歩行者を挙げたが、それらに限られるものではなく、同種のものであればどのようなものでも良い。

また、レーザレーダの出力から物体を検知するようにしたが、それに代え、あるいはそれに加え、ミリ波レーダを用いても良い。

１０自車（車両）、１２エンジン（内燃機関）、１６前輪、２０後輪、２２警報装置、３４ブレーキ、３６ブレーキスイッチ、４０ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４２レーダ、４４レーダ出力処理ＥＣＵ、１００高反射物体、１０２低反射物体

Claims

自車進行方向に電磁波を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波のうち反射レベルが検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段と、前記複数の検知領域の一つに前記高反射波があると判定されるとき、前記複数の検知領域の前記一つ以外の領域に前記高反射波がなく、かつ前記検知しきい値を超える低反射波があるか否か判定する低反射波判定手段と、前記低反射波があると判定されるとき、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段とを備えることを特徴とする車両用物体検知装置。
自車進行方向に電磁波を送信して路面に平行な水平方向をスキャンし、反射物からの反射波を受信する電磁波送受信手段と、前記受信された反射波のうち反射レベルが検知しきい値を超える反射波に基づいて物体を検出する物体検出手段とを備えた車両用物体検知装置において、上下方向に領域を異ならせた複数の検知領域において前記反射レベルが前記検知しきい値より高く設定された高反射物検知しきい値を超える高反射波があるか否か判定する高反射波判定手段と、前記複数の検知領域のうち、すべての検知領域で前記高反射波があると判定されるとき、前記電磁波送受信手段の電磁波のスキャン方向を前記路面に平行な水平方向から前記路面に垂直な垂直方向に変更させ、前記高反射波に相当する高反射物体が検出された場所を除く、その近傍を複数回スキャンし、前記スキャンにより受信され、前記検知しきい値を超える複数の低反射波を積分することで、前記低反射波を前記高反射物体検知しきい値を超える値として検出し、前記低反射波に相当する低反射物体を前記高反射波に相当する高反射物体とは別の物体と識別する物体識別手段とを備えることを特徴とする車両用物体検知装置。