JP4890892B2 - Ranging device for vehicles - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ光等の電磁波をスキャンすることにより、前方に存在する物体までの距離を測定する車両用測距装置に関し、特に、当該物体が走行車線上の頭上に存在する看板であるかを判定する装置に関する。   The present invention relates to a vehicle distance measuring device that measures the distance to an object existing ahead by scanning an electromagnetic wave such as a laser beam, and in particular, whether the object is a signboard that is above the head of a traveling lane. The present invention relates to an apparatus for determining

従来、車両の前方をレーザ光等で照射して、物体が車両であるかどうか、および物体までの距離を測定する車両用測距装置が有る。この車両用測距装置を用いて、先行車との距離を測定し、車間距離を一定に保つ定車間距離追従走行(ACC:Adaptive Cruise Control)が行われている。また、この車間距離が安全な距離以下になると運転者に警告音を発する、シートベルトを締める、制動を行う、といった安全制御が行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a vehicle distance measuring device that measures whether or not an object is a vehicle and measures the distance to the object by irradiating the front of the vehicle with a laser beam or the like. Using this vehicular distance measuring device, a distance between the preceding vehicle is measured, and a constant inter-vehicle distance following traveling (ACC: Adaptive Cruise Control) is performed to keep the inter-vehicle distance constant. In addition, safety control is performed such that a warning sound is emitted to the driver, the seat belt is tightened, and braking is performed when the inter-vehicle distance is equal to or less than a safe distance.

上記のような制御を行うためには、物体が車両であるかどうかを正確に検知し、物体までの距離を正確に測定することが重要となる。そのためには、レーザ光等が確実に先行車に照射される必要がある。そこで、自車線上方に存在する看板の検出頻度から上下軸のずれを検出する装置が提案されている(特許文献1参照)。また、看板の認識が不能となる直前の距離に基づいて上下軸(光軸)のずれを検出する装置も提案されている(特許文献2参照)。これらの装置により、上下軸のずれ量が所定の範囲より大きいと判定された場合、上記安全制御の作動をキャンセルする。このようにして、確実に物体までの距離を測定できるようにしている。   In order to perform the control as described above, it is important to accurately detect whether the object is a vehicle and to accurately measure the distance to the object. For this purpose, it is necessary to reliably irradiate the preceding vehicle with laser light or the like. In view of this, an apparatus has been proposed that detects the deviation of the vertical axis from the detection frequency of a signboard existing above the own lane (see Patent Document 1). There has also been proposed an apparatus that detects the deviation of the vertical axis (optical axis) based on the distance immediately before the signboard cannot be recognized (see Patent Document 2). When it is determined by these devices that the vertical axis deviation amount is larger than the predetermined range, the operation of the safety control is canceled. In this way, the distance to the object can be reliably measured.

また、第1の検知エリアにおいて、先行車に接近していると判定され、かつ先行車が検知されなくなった場合、第1の検知エリアよりも上方のエリアを含む第2の検知エリアに切換えるとともに、第2の検知エリアの最大検知距離を、切換え前の先行車までの距離に基づいて設定する先行車認識装置が提案されている(特許文献3参照)。これによれば、先行車を見失う(ロストする)ことがなく、また、自車線上方の看板等の誤検出を低減する効果が得られる。
特開2002−202360号公報 特開2003−43147号公報 特開2000−315299号公報
When it is determined that the vehicle is approaching the preceding vehicle in the first detection area and the preceding vehicle is no longer detected, the first detection area is switched to the second detection area including the area above the first detection area. There has been proposed a preceding vehicle recognition device that sets the maximum detection distance of the second detection area based on the distance to the preceding vehicle before switching (see Patent Document 3). According to this, the preceding vehicle is not lost (lost), and an effect of reducing erroneous detection of a signboard or the like above the own lane can be obtained.
JP 2002-202360 A JP 2003-43147 A JP 2000-315299 A

しかしながら、特許文献1、および特許文献2の従来の装置では、自車線上方に存在する看板を正確に検出する手法は開示されておらず、例えば上方向に高い位置にリフレクタが配置された車両と、自車線上方の看板とを誤検出する可能性が有った。自車線上方の看板を地上に存在する停止物(障害物)として誤検出すると、実際には接触するおそれの無い看板であっても、安全制御が働き、不要な制動等を行うおそれがある。   However, the conventional devices of Patent Document 1 and Patent Document 2 do not disclose a method for accurately detecting a signboard existing above the own lane, for example, a vehicle in which a reflector is arranged at a high position in the upward direction. There was a possibility of misdetecting the signboard above the own lane. If a signboard above the own lane is erroneously detected as a stop (obstacle) existing on the ground, even if the signboard is not actually in contact, safety control may be activated and unnecessary braking or the like may occur.

特許文献3の装置では、リフレクタが高い位置に設置されている先行車をロストした場合に検知エリアを上方向にシフトするので、先行車をロストすることがなく、また、シフト後の最大検知距離を切換え前の先行車までの距離に基づいて設定するので、看板等の誤検出を低減することができる。しかし、そもそも遠方から看板を誤検出していた場合は、これを誤検出し続けるという問題が有った。図12〜図14は、このような状況が発生することを説明するための図である。   In the device of Patent Document 3, the detection area is shifted upward when a preceding vehicle having a reflector installed at a high position is lost, so that the preceding vehicle is not lost, and the maximum detection distance after the shift Is set based on the distance to the preceding vehicle before switching, so that erroneous detection of a signboard or the like can be reduced. However, in the first place, when a signboard was erroneously detected from a distance, there was a problem of continuing to detect it incorrectly. 12-14 is a figure for demonstrating that such a situation generate | occur | produces.

図12は、自車1の前部に設けたレーザレーダ2からレーザ光3を前方に照射する様子を示している。同図(A)は、レーザ光3が先行車(トラック)5のリフレクタ6で反射せず、荷台の後下部(および路面4)で複雑に乱反射する様子を示している。この場合、先行車をロストした状態となる。特許文献3の装置では、このように先行車をロストした場合、同図(B)に示すように、検知エリアを上方向にシフトする。これにより先行車認識精度を向上させる。   FIG. 12 shows a state in which a laser beam 3 is irradiated forward from a laser radar 2 provided at the front of the host vehicle 1. FIG. 2A shows a state in which the laser beam 3 is not reflected by the reflector 6 of the preceding vehicle (truck) 5 but is diffusely diffusely reflected by the rear lower part (and the road surface 4) of the loading platform. In this case, the preceding vehicle is lost. In the apparatus of Patent Document 3, when the preceding vehicle is lost as described above, the detection area is shifted upward as shown in FIG. Thereby, the preceding vehicle recognition accuracy is improved.

図13は、自動車前方に看板7が存在する場合の様子を示している。同図(A)に示すように、トラック5の上方には看板7が存在する。同図(A)においては、トラック5でレーザ光3が反射するとともに、トラック5によってレーザ光3が遮られるため、看板7にレーザ光3が照射されることはない。ここで、先行車が車線変更し、自車の前方に存在しなくなった場合(ロストではなく実際に自車の前方から存在しなくなった場合)、同図(B)に示すように、検知エリアを上方向にシフトするが、このときに最大検知距離を先行車をロストした時点の距離に基づいて決定する。したがって、レーザ光3は看板7に反射されるが、最大検知距離を超えているので誤検出することは無い。   FIG. 13 shows a state where the signboard 7 is present in front of the automobile. As shown in FIG. 4A, a signboard 7 exists above the track 5. In FIG. 5A, the laser beam 3 is reflected by the track 5 and the laser beam 3 is blocked by the track 5, so that the sign 7 is not irradiated with the laser beam 3. Here, when the preceding vehicle changes lanes and no longer exists in front of the own vehicle (when it no longer exists in front of the own vehicle instead of lost), as shown in FIG. Is shifted upward. At this time, the maximum detection distance is determined based on the distance at the time when the preceding vehicle is lost. Therefore, although the laser beam 3 is reflected by the signboard 7, since it exceeds the maximum detection distance, it is not erroneously detected.

しかし、図14(A)に示すように、遠方で看板7を先行車等として誤検出していた場合、これをロストすると、同図(B)に示すように、検知エリアを上方にシフトするため、また、最大検知距離よりも近い位置に看板7が存在するために、誤検出し続けてしまう。   However, as shown in FIG. 14A, when the signboard 7 is erroneously detected as a preceding vehicle or the like at a distance, if this is lost, the detection area is shifted upward as shown in FIG. 14B. For this reason, since the signboard 7 is present at a position closer than the maximum detection distance, erroneous detection continues.

さらに、同図(C)に示すように、雨天時においては、自動車に付着する雨滴の影響によりレーザ光が拡散し、通常は照射しない上方にまでレーザ光が照射されてしまうという問題が有った。この場合、自車の近距離においても上方の看板にレーザ光が照射され、誤検出する可能性が高くなっていた。   Furthermore, as shown in FIG. 3C, in rainy weather, there is a problem that the laser light is diffused by the influence of raindrops adhering to the automobile, and the laser light is irradiated to the upper side which is not normally irradiated. It was. In this case, even at a short distance of the host vehicle, the upper signboard is irradiated with the laser light, and the possibility of erroneous detection is high.

本発明は、リフレクタが高い位置にある先行車も確実に認識するとともに、天候に関係なく、実際には障害物とならない頭上看板等の誤検出を防止する車両用測距装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a vehicle ranging device that reliably recognizes a preceding vehicle with a reflector at a high position and prevents erroneous detection of an overhead signboard that does not actually become an obstacle regardless of the weather. Objective.

また、本発明の車両用測距装置は、電磁波を水平方向及び鉛直方向にスキャンさせ、受信した反射波に基づいて前方の物体を検出するとともに、当該物体の距離と方向を測定するレーダスキャン部と、検出した物体の距離、およびその検出の方向の角度範囲からその物体の幅を推定する幅判定手段と、前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が第1の所定値以上であり、かつ該物体の幅が所定の幅以上である物体、または鉛直方向で最上のスキャンまたはその近辺のスキャンで、検出された物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が第1の所定値以上である物体、を看板候補物体として該物体の距離値とともに記録する記録手段と、自車の速度を検出する自車速度検出手段と、前記記録手段に記録されている看板候補物体の距離値を、前記自車の速度に基づいた推定値に更新する更新手段と、前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値未満であり、かつ該物体の距離値が前記推定値と略同一である第2の条件を満たした場合に、当該物体を頭上看板として判定することを特徴とする。
また、本発明の車両用測距装置は、さらに、前記記録手段は、物体の幅が所定の幅未満であっても、当該物体が車線中心付近で検出された場合は、前記看板候補物体として記録することを特徴とする。
Further, the vehicle distance measuring device of the present invention scans electromagnetic waves in the horizontal direction and the vertical direction, detects a forward object based on the received reflected wave, and measures the distance and direction of the object. And a width determination means for estimating the width of the detected object from the detected object distance and the angular range of the detection direction, and the object detected by the radar scan unit is a stationary object, and the distance value of the object Is an object having a width equal to or greater than a first predetermined value and the width of the object is equal to or greater than a predetermined width, or a stationary object among objects detected in a top scan in the vertical direction or a scan in the vicinity thereof, Recording means for recording an object having a distance value of the object equal to or greater than a first predetermined value as a signboard candidate object together with the distance value of the object, own vehicle speed detecting means for detecting the speed of the own vehicle, and the recording means Recorded in The distance value signboard candidate object being, said updating means for updating the estimated value based on the speed of the vehicle, out of the objects the radar scan unit detects a stationary object, the distance value of the object When the second condition is less than a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value and the distance value of the object is substantially the same as the estimated value, the object is determined as an overhead signboard It is characterized by doing.
In the vehicle distance measuring device according to the present invention, further, the recording means may detect the signboard candidate object when the object is detected near the center of the lane even if the width of the object is less than a predetermined width. It is characterized by recording.

この発明では、制御回路は、検出した物体について、静止物体であり、距離値が所定値以上(例えば70m)であり、メモリに記録された幅の値を参照した結果、所定の幅(例えば3m)以上である値が存在した場合、その物体を看板候補リストに登録する。また、上スキャンにおいて検出された場合、所定の幅(例えば3m)未満であってもその物体を看板候補リストに登録する。さらに、制御回路は、登録した物体について、自車の車速からその存在位置を推定更新する。制御回路は、物体を検出したとき、静止物体であり、距離値が所定値未満(例えば50m)であり、かつ当該物体の距離値が看板候補リストの推定値と略同一(例えば1フレーム時間に移動する自車の距離値程度の差以内)であれば、その物体を頭上看板として判定する。   In the present invention, the control circuit is a stationary object with respect to the detected object, the distance value is not less than a predetermined value (for example, 70 m), and as a result of referring to the width value recorded in the memory, a predetermined width (for example, 3 m) is obtained. ) If there is a value greater than or equal to the value, the object is registered in the signboard candidate list. Further, when detected in the upper scan, the object is registered in the signboard candidate list even if it is less than a predetermined width (for example, 3 m). Further, the control circuit estimates and updates the existence position of the registered object from the vehicle speed of the own vehicle. When the object is detected, the control circuit is a stationary object, the distance value is less than a predetermined value (for example, 50 m), and the distance value of the object is substantially the same as the estimated value of the signboard candidate list (for example, in one frame time) If it is within the difference of the distance value of the moving own vehicle), the object is determined as an overhead signboard.

また、本発明の車両用測距装置は、さらに、前記看板判定手段は、前記第2の条件を満たした物体のうち、鉛直方向で最下のスキャンまたはその近辺のスキャンで検出された場合に、該物体を頭上看板として判定しないことを特徴とする。   In the vehicle range finder according to the present invention, the sign determining unit may detect the object that satisfies the second condition by the lowest scan in the vertical direction or a scan in the vicinity thereof. The object is not determined as an overhead signboard.

この発明では、制御回路は、物体を検出したとき、静止物体であり、距離値が所定値未満(例えば50m)であり、当該物体の距離値が看板候補リストの推定値と略同一であっとしても、下スキャンにおいて検出された場合に、その物体を頭上看板として判定しない。   In this invention, when the control circuit detects an object, it is a stationary object, the distance value is less than a predetermined value (for example, 50 m), and the distance value of the object is substantially the same as the estimated value of the signboard candidate list. However, when it is detected in the lower scan, the object is not determined as an overhead signboard.

また、本発明の車両用測距装置は、さらに、自車前方の道路形状を推定する道路形状推定手段を備え、前記看板判定手段は、前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、前記第2の条件を満たした場合に加えて、前記道路形状推定手段が自車前方の道路形状を直線形状、または所定半径以上のカーブ形状であると推定した場合に、当該物体を頭上看板として判定することを特徴とする。   In addition, the vehicle distance measuring device of the present invention further includes road shape estimation means for estimating a road shape ahead of the host vehicle, and the signboard determination means includes the second of the objects detected by the radar scan unit. In addition to satisfying the above condition, when the road shape estimation means estimates that the road shape ahead of the host vehicle is a straight line shape or a curve shape with a predetermined radius or more, the object is determined as an overhead signboard. It is characterized by.

この発明では、前方の道路形状を推定する。前方の道路形状は、例えばヨーレート、ハンドルの舵角等から推定すればよい。自車が直線道路を走行しているか、カーブを走行しているかを検出し、カーブを走行していればその道路半径を算出する。制御回路は、上述の諸条件に加え、自車が直線道路を走行している、または所定半径(例えば300m)以上のカーブを走行していると判断した場合にその物体を頭上看板として判定する。   In this invention, the road shape ahead is estimated. What is necessary is just to estimate the road shape ahead, for example from a yaw rate, the steering angle of a steering wheel, etc. Whether the vehicle is traveling on a straight road or a curve is detected. If the vehicle is traveling on a curve, the road radius is calculated. In addition to the above-described conditions, the control circuit determines that the object is an overhead signboard when it is determined that the vehicle is traveling on a straight road or traveling on a curve having a predetermined radius (for example, 300 m) or more. .

本発明によれば、静止物体であり、距離値が所定値以上(例えば70m)であり、所定の幅(例えば3m)以上である場合に、その物体を頭上看板であると判定するので、リフレクタが高い位置にある先行車も確実に認識するとともに、看板の誤検出を防止することができる。また、物体を検出したときに看板候補として記録しておき、近傍距離において看板であるか否かの判断時に、当該物体の距離値と看板候補記録時の距離値から推定される推定距離値とを比較して略一致した場合に頭上看板であると判定するので、雨天時のようにビームが拡散したとしても、誤検出を防止することができる。   According to the present invention, when the object is a stationary object, the distance value is equal to or greater than a predetermined value (for example, 70 m), and the width is equal to or greater than a predetermined width (for example, 3 m), the object is determined to be an overhead signboard. It is possible to reliably recognize a preceding vehicle at a high position and to prevent erroneous detection of a signboard. In addition, when an object is detected, it is recorded as a signboard candidate, and when determining whether or not it is a signboard at a nearby distance, an estimated distance value estimated from the distance value of the object and the distance value at the time of signboard candidate recording Are compared, and it is determined that the sign is an overhead signboard. Therefore, even if the beam is diffused as in rainy weather, erroneous detection can be prevented.

図1は、本発明の実施形態であるレーザレーダ装置(車両用測距装置)のブロック図である。
LD(Laser Diode)駆動回路10は、制御回路11で生成された駆動信号に基づいて、LD12の発光を制御する。スキャナ13は、制御回路11の制御に基づいて、LD12により発生されたレーザ光を所定のスキャン範囲でスキャンさせる。スキャナ13より出射されたレーザ光は、投光レンズを介して自車1の走行方向(前方)に出射される。鉛直走査位置検出装置14と水平走査位置検出装置15は、スキャナ13におけるレーザ光の水平方向と鉛直方向のスキャン(走査)位置をそれぞれ検出して、制御回路11に出力する。
FIG. 1 is a block diagram of a laser radar device (vehicle ranging device) according to an embodiment of the present invention.
An LD (Laser Diode) drive circuit 10 controls light emission of the LD 12 based on the drive signal generated by the control circuit 11. The scanner 13 scans the laser beam generated by the LD 12 within a predetermined scan range based on the control of the control circuit 11. The laser beam emitted from the scanner 13 is emitted in the traveling direction (forward) of the host vehicle 1 through the light projecting lens. The vertical scanning position detection device 14 and the horizontal scanning position detection device 15 detect the scanning (scanning) position of the laser beam in the scanner 13 in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and output them to the control circuit 11.

LD12が出射したレーザ光が、検出対象としての前方の物体(例えば、車両や路面)に反射して戻ってきた反射光は、受光レンズにより集光され、PD(Photo Diode)16によって受光され、その受光レベルに対応する信号が受光回路17に出力される。受光回路17は、入力された反射光の信号レベルを数値化して、制御回路11に出力する。制御回路11は、入力された数値(受光レベル)を、鉛直走査位置検出装置14と水平走査位置検出装置15から入力されたスキャン位置に対応してメモリ18に記億する。メモリ18には、その他、検出した物体が上方に存在する看板(以下、頭上看板と言う)であることを認識したときに、その物体が頭上看板であることを確定させるための頭上看板判定フラグが割り当てられる。また、頭上看板であることを認識するために用いる各物体の距離や幅等の数値、および認識処理を行う手順を定めたプログラムが記録される。   The reflected light returned from the laser beam emitted from the LD 12 after being reflected by a front object (for example, a vehicle or road surface) as a detection target is collected by a light receiving lens and received by a PD (Photo Diode) 16. A signal corresponding to the received light level is output to the light receiving circuit 17. The light receiving circuit 17 digitizes the signal level of the input reflected light and outputs it to the control circuit 11. The control circuit 11 stores the input numerical value (light reception level) in the memory 18 corresponding to the scanning position input from the vertical scanning position detection device 14 and the horizontal scanning position detection device 15. The memory 18 also has an overhead sign determination flag for determining that the detected object is an overhead sign when it is recognized that the detected object is an upward sign (hereinafter referred to as an overhead sign). Is assigned. Also, a program that defines numerical values such as the distance and width of each object used for recognizing that it is an overhead signboard, and a procedure for performing recognition processing is recorded.

制御回路11には、車速センサ19、ジャイロ20が接続され、車速センサ19は、自車の車速を検出し、ジャイロ20は、自車のヨーレート(水平方向への旋回時の回頭速度)を検出するために使用される。   A vehicle speed sensor 19 and a gyro 20 are connected to the control circuit 11. The vehicle speed sensor 19 detects the vehicle speed of the host vehicle, and the gyro 20 detects the yaw rate of the host vehicle (the turning speed when turning in the horizontal direction). Used to do.

制御回路11は、メモリ18に記憶された受光レベルに基づいて、光軸(スキャン範囲の鉛直方向の中心位置)を補正するとともに、レーザ光を出射してからその反射光を受光するまでの時間に基づいて、物体と自車との距離を測定する。また、制御回路11は、物体との距離の検出を時間継続的に複数回繰り返すことで、その物体の移動速度と移動方向(移動ベクトル)を求めることができ、同じ移動ベクトルを有する検出物を同一物体として判断することで、物体の大きさ(幅)を算出することができる。制御回路11は、これらの物体の情報から、検出した物体が頭上看板であるかどうか、先行車であるかどうかの判定を行う。なお、先行車とは、自車が走行している車線前方を走行する直前の車両(1台)を意味する。   The control circuit 11 corrects the optical axis (vertical center position of the scan range) based on the light reception level stored in the memory 18 and also the time from when the laser light is emitted until the reflected light is received. Based on the above, the distance between the object and the vehicle is measured. Further, the control circuit 11 can obtain the moving speed and moving direction (moving vector) of the object by repeating the detection of the distance to the object a plurality of times continuously, and the detected object having the same moving vector can be obtained. By determining as the same object, the size (width) of the object can be calculated. The control circuit 11 determines whether the detected object is an overhead signboard and whether it is a preceding vehicle from the information of these objects. The preceding vehicle means a vehicle (one vehicle) immediately before traveling in front of the lane in which the host vehicle is traveling.

スキャナ13の投光レンズと受光レンズを支持する部分の構成を図2に示す。
制御回路11からの制御信号が、駆動回路30に入力される。駆動回路30は、入力された制御信号に基づき、水平方向駆動用コイル31と鉛直方向駆動用コイル32に駆動電流を供給する。水平方向駆動用コイル31と鉛直方向用コイル32は、投光レンズ35と受光レンズ36を一体的に支持する支持部材(図示せず)を、それぞれ、水平方向または鉛直方向に移動させる。支持部材は、水平方向板バネ33と鉛直方向板バネ34により、それぞれ水平方向または鉛直方向に移動自在に支持されている。従って、支持部材(投光レンズ35と受光レンズ36)は、駆動電流により水平方向駆動用コイル31に発生した力と水平方向板バネ33に発生する反力がつりあう水平方向の位置に移動して、静止するとともに、鉛直方向駆動用コイル32に発生した力と鉛直方向板バネ34に発生する反力および重力がつりあう位置に移動して、静止する。なお、各レンズの位置は図示していないセンサにより検出し、このセンサ出力を駆動回路30に入力することでサーボ機構を構成している。
FIG. 2 shows a configuration of a portion that supports the light projecting lens and the light receiving lens of the scanner 13.
A control signal from the control circuit 11 is input to the drive circuit 30. The drive circuit 30 supplies a drive current to the horizontal direction drive coil 31 and the vertical direction drive coil 32 based on the input control signal. The horizontal driving coil 31 and the vertical coil 32 move a support member (not shown) that integrally supports the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36 in the horizontal direction or the vertical direction, respectively. The support member is supported by a horizontal plate spring 33 and a vertical plate spring 34 so as to be movable in the horizontal direction or the vertical direction, respectively. Therefore, the support member (the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36) moves to a horizontal position where the force generated in the horizontal driving coil 31 by the driving current and the reaction force generated in the horizontal leaf spring 33 are balanced. In addition to being stationary, it moves to a position where the force generated in the vertical driving coil 32 and the reaction force and gravity generated in the vertical leaf spring 34 are balanced, and is stationary. The position of each lens is detected by a sensor (not shown) and the sensor output is input to the drive circuit 30 to constitute a servo mechanism.

このようにして、投光レンズ35と受光レンズ36は、水平方向と鉛直方向の両方向の所定の位置に移動することができる。   In this way, the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36 can move to predetermined positions in both the horizontal direction and the vertical direction.

スキャナ13によって駆動された、投光レンズ35と受光レンズ36の光路を図3に示す。投光レンズ35は、LD12の前面に設けられ、受光レンズ36は、PD16の前面に設けられている。   FIG. 3 shows optical paths of the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36 driven by the scanner 13. The light projecting lens 35 is provided on the front surface of the LD 12, and the light receiving lens 36 is provided on the front surface of the PD 16.

LD12から出射されたレーザ光は、投光レンズ35の中心方向に偏光される。投光レンズ35の位置が中心にある場合は、図3の実線で示されるような光路で、レーザ光は正面に出射される。出射されたレーザ光は、前方の物体(例えば、車両)で反射され、図3の実線で示されるような光路で、受光レンズ36に入射し、PD16によって受光される。   The laser light emitted from the LD 12 is polarized in the center direction of the light projecting lens 35. When the position of the projection lens 35 is at the center, the laser beam is emitted to the front along the optical path as indicated by the solid line in FIG. The emitted laser light is reflected by an object (for example, a vehicle) ahead, enters the light receiving lens 36 through an optical path as indicated by a solid line in FIG. 3, and is received by the PD 16.

また、スキャナ13によって、図中、上方向に投光レンズ35が移動した場合、レーザ光は、図3の点線で示されるような光路で、図中、上方向に出射される。そして、出射されたレーザ光は、図中、上方向の物体で反射され、図3の点線で示されるような光路で、受光レンズ36に入射し、PD16によって受光される。   Further, when the projection lens 35 is moved upward in the figure by the scanner 13, the laser light is emitted upward in the figure along an optical path as indicated by a dotted line in FIG. The emitted laser light is reflected by an object in the upward direction in the drawing, enters the light receiving lens 36 through an optical path as indicated by a dotted line in FIG. 3, and is received by the PD 16.

このようにして、スキャナ13は、投光レンズ35と受光レンズ36を一体的に水平方向の所定の位置に移動することで、レーザ光を水平方向にスキャンする。また、同様に、スキャナ13は、投光レンズ35と受光レンズ36を一体的に鉛直方向に移動することで、レーザ光を鉛直方向にスキャンをする。   In this manner, the scanner 13 scans the laser light in the horizontal direction by moving the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36 integrally to a predetermined position in the horizontal direction. Similarly, the scanner 13 scans the laser light in the vertical direction by moving the light projecting lens 35 and the light receiving lens 36 integrally in the vertical direction.

図4は、水平方向と鉛直方向のスキャンについて説明する図である。
本装置において、計測処理1フレームにおけるスキャンの鉛直方向位置は、上、中、下の3段階に設定され、それぞれ、スキャン(上)、スキャン(中)、スキャン(下)となる。各スキャン時間は、本装置では例えば50msecに設定されている。各スキャンの走査範囲(レーザ光の上下広がり角度範囲)は、それぞれ一部重複し、走査範囲に漏れが無いようになっている。例えば、スキャン(中)を地面に略水平方向とすると、スキャン(上)は、スキャン(中)よりも上方向に2度、スキャン(下)は、スキャン(中)よりも下方向に2度に設定される。
FIG. 4 is a diagram for explaining scanning in the horizontal direction and the vertical direction.
In this apparatus, the vertical position of the scan in one frame of the measurement process is set in three stages, upper, middle, and lower, which are scan (upper), scan (middle), and scan (lower), respectively. Each scan time is set to, for example, 50 msec in this apparatus. The scanning range of each scan (laser beam vertical spread angle range) is partially overlapped so that there is no leakage in the scanning range. For example, if the scan (middle) is substantially horizontal to the ground, the scan (up) is twice above the scan (middle), and the scan (down) is twice below the scan (middle). Set to

これらの3つのスキャンで1フレームを構成し、各フレームで実行される計測データ処理には、頭上看板判定処理、先行車判定処理が含まれる。頭上看板判定処理では、物体が頭上看板か否かを判定し、頭上看板として認識されると、その物体に対して頭上看板判定フラグをセットし、それ以降、当該物体については頭上看板として確定認識する。また、先行車判定処理においては、看板判定されていない物体の中から先行車がどれかを判定する。物体の種類(頭上看板、先行車等)を認識した場合、この情報を、物体の距離、方向の情報とともに後段に接続される車両制御装置(図示せず)に送信する。車両制御装置においては、先行車と車間距離を一定に保つACCや、この車間距離が安全な距離以下になると運転者に警告音を発する、シートベルトを締める、制動を行う、といった安全制御が行われる。   These three scans constitute one frame, and the measurement data processing executed in each frame includes overhead signboard determination processing and preceding vehicle determination processing. In the overhead signboard determination process, it is determined whether or not the object is an overhead signboard. If the object is recognized as an overhead signboard, an overhead signboard determination flag is set for the object, and thereafter, the object is confirmed and recognized as an overhead signboard. To do. Further, in the preceding vehicle determination process, it is determined which of the preceding vehicles is an object that has not been determined to be a signboard. When the type of object (overhead signboard, preceding vehicle, etc.) is recognized, this information is transmitted to a vehicle control device (not shown) connected to the subsequent stage together with information on the distance and direction of the object. In the vehicle control device, safety control such as ACC that keeps the distance between the preceding vehicle and the preceding vehicle constant, or a warning sound to the driver, tightening the seat belt, or braking when the distance between the vehicles is below a safe distance is performed. Is called.

なお、この例では、各スキャンの鉛直方向は、上、中、下の3段階に設定されているが、上、中の2段階や中、下の2段階で1フレームを構成するようにしてもよい。また、上記例では、同一の方向(左方向へのスキャン)にそれぞれスキャンする場合について説明したが、反対方向のスキャンを含めてもよい。例えば、左方向スキャン(中)→右方向スキャン(下)→左方向スキャン(中)→右方向スキャン(上)→左方向スキャン(中)→右方向スキャン(下)→・・・・と繰り返すことにより、水平方向と鉛直方向のスキャン(2次元スキャン)を連続して行うようにすればよい。   In this example, the vertical direction of each scan is set to the upper, middle, and lower three stages. However, one frame is constituted by the upper, middle, and two lower and middle stages. Also good. In the above example, the case of scanning in the same direction (scanning in the left direction) has been described, but scanning in the opposite direction may be included. For example, left scan (middle) → right scan (down) → left scan (middle) → right scan (up) → left scan (middle) → right scan (bottom) →... Thus, the horizontal and vertical scans (two-dimensional scans) may be continuously performed.

以下、計測データの具体的な手順につき、図5〜図11を参照して詳細に説明する。
図5は、計測データ処理の全体手順を示す図である。
任意のフレームにおいて得られた計測データがメモリ18に取り込まれると、制御回路11は、ST1において、まずジャイロ20により検出した自車のヨーレートにより前方道路形状の推定処理を行う。すなわち、自車が直線道路を走行しているか、カーブを走行しているかを検出し、カーブを走行していればその道路半径を算出する。なお、前方道路形状は、ヨーレートに基づく推定に限るものではない。例えば、ハンドルの舵角によっても推定することができる。また、GPSとナビゲーションとの組み合わせによって推定することも可能であり、さらに、前方を撮影するカメラと、撮影した画像内容から道路に表示されている白線を検出する画像処理装置と、の組み合わせによっても推定することができる。ヨーレート、またはハンドルの舵角に基づいて推定する場合、自車が走行している時点で前方道路形状を推定する。GPSとナビゲーション、またはカメラと画像処理装置を用いて推定する場合、前方の道路形状をさらに正確に推定することができる。
Hereinafter, specific procedures of measurement data will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing an entire procedure of measurement data processing.
When the measurement data obtained in an arbitrary frame is taken into the memory 18, the control circuit 11 first performs an estimation process of the front road shape based on the yaw rate of the own vehicle detected by the gyro 20 in ST1. That is, it detects whether the vehicle is traveling on a straight road or a curve, and if the vehicle is traveling on a curve, the road radius is calculated. Note that the shape of the road ahead is not limited to estimation based on the yaw rate. For example, it can be estimated from the steering angle of the steering wheel. It can also be estimated by a combination of GPS and navigation, and also by a combination of a camera that captures the front and an image processing device that detects a white line displayed on the road from the captured image content. Can be estimated. When estimating based on the yaw rate or the steering angle of the steering wheel, the front road shape is estimated when the host vehicle is traveling. When estimating using GPS and navigation, or a camera and an image processing device, the road shape ahead can be estimated more accurately.

次に、制御回路11は、ST2において頭上看板判定フラグをオフし、所謂初期化処理を行う。
制御回路11は、ST3において、登録済みである看板候補リストのデータ更新処理を行う。看板候補リストとは、検出した各物体のうち、頭上看板の可能性を有する物体について、メモリ18にその距離を記録したものである。図6に看板候補リストの例を示す。同図に示すように、看板候補リストは、リスト要素番号、登録距離、下方向検知フラグの3つの項目からなり、頭上看板の可能性があると判断した物体(ST5の処理で詳細に説明する)について、看板候補オブジェクトとしてそれぞれ番号を付し、そのときの距離を登録距離として記載する。下方向検知フラグについては後述する。
Next, the control circuit 11 turns off the overhead signboard determination flag in ST2, and performs so-called initialization processing.
In ST3, the control circuit 11 performs data update processing for the registered signboard candidate list. The signboard candidate list is obtained by recording the distance of each detected object in the memory 18 for an object that has the possibility of an overhead signboard. FIG. 6 shows an example of the signboard candidate list. As shown in the figure, the signboard candidate list is composed of three items of a list element number, a registration distance, and a downward detection flag, and an object determined to be an overhead signboard (described in detail in the process of ST5). ) For each signboard candidate object, and the distance at that time is described as the registered distance. The down direction detection flag will be described later.

次に、制御回路11は、ST4〜ST8において、検出した各物体が頭上看板であるか否かの判定処理を行う。全ての検出物体に対する処理を終えると、ST9の先行車判定処理に進み、当該フレームにより得られた計測データに対する処理を終える。   Next, in ST4 to ST8, the control circuit 11 performs a determination process as to whether or not each detected object is an overhead signboard. When the process for all the detected objects is completed, the process proceeds to the preceding vehicle determination process of ST9, and the process for the measurement data obtained from the frame is completed.

頭上看板判定処理のうち、ST4においては、検出した物体が停止物であるか否かを判断する。停止物であるか否かの判断は、前回のフレームにおいて検出していた同じ物体との距離差を算出し、前回からの経過時間から検出物体との相対速度を求め、当該物体が自車速度と同じ速度で近づいていれば停止物として判断する。
ST5においては、看板候補リストの新規登録処理を行う。上記のように、看板候補リストは、検出した物体のうち、頭上看板の可能性を有する物体について、その距離を記録したものである。既に登録済みの物体であればこの処理は行わない。詳細は図8を用いて後述する。
In the overhead signboard determination process, in ST4, it is determined whether or not the detected object is a stationary object. To determine whether the object is a stationary object, calculate the distance difference from the same object that was detected in the previous frame, obtain the relative speed with the detected object from the elapsed time from the previous frame, If it is approaching at the same speed as, it is judged as a stopped object.
In ST5, a new signboard candidate list registration process is performed. As described above, the signboard candidate list is obtained by recording the distance of an object that has the possibility of an overhead signboard among the detected objects. If the object is already registered, this process is not performed. Details will be described later with reference to FIG.

ST6において、頭上看板判定(遠方)処理を行う。この処理においては、自車からの距離が所定距離(例えば70m)以上離れている物体について、当該物体が頭上看板であるか否かを判定する。
ST7において、頭上看板判定(近傍)処理を行う。この処理においては、自車からの距離が所定距離(例えば50m)よりも接近している物体について、当該物体が頭上看板であるか否かを判定する。
ST8では、検出している全ての物体についてST4〜ST7の処理を行ったか否かを判断する。
In ST6, an overhead signboard determination (distant) process is performed. In this process, for an object whose distance from the vehicle is a predetermined distance (for example, 70 m) or more, it is determined whether or not the object is an overhead signboard.
In ST7, an overhead signboard determination (neighboring) process is performed. In this process, for an object whose distance from the vehicle is closer than a predetermined distance (for example, 50 m), it is determined whether or not the object is an overhead signboard.
In ST8, it is determined whether or not the processing of ST4 to ST7 has been performed for all detected objects.

以下、各処理(ST3、ST5、ST6、ST7、およびST9)について詳細に説明する。
図7は、登録済み看板候補リストデータ更新処理の手順を示している。この処理は、看板候補リストに記載されている、過去に登録した内容を更新する処理であり、物体の検出有無とは関係なく行われる。すなわち、新たな物体を検出していない場合、物体をロストした場合等であってもこの処理は行われる。
まず、看板候補リストに記載されている登録距離の値を更新する(s11)。この更新値は、(更新後距離値)=(更新前距離値)−(1フレームの間に自車が進んだ距離)の式で算出される値である。すなわち、1フレーム前の距離値から自車の進んだ距離を差し引くことで、当該物体(看板候補オブジェクト)の現在の位置を推定する。自車の進んだ距離は、車速センサ19が検出した車速から算出する。
Hereinafter, each process (ST3, ST5, ST6, ST7, and ST9) will be described in detail.
FIG. 7 shows the procedure of the registered signboard candidate list data update process. This process is a process for updating previously registered contents described in the signboard candidate list, and is performed regardless of whether or not an object is detected. That is, this process is performed even when a new object is not detected or the object is lost.
First, the value of the registration distance described in the signboard candidate list is updated (s11). This updated value is a value calculated by the equation (distance value after update) = (distance value before update) − (distance traveled by the vehicle during one frame). That is, the current position of the object (signboard candidate object) is estimated by subtracting the distance traveled by the vehicle from the distance value one frame before. The distance traveled by the host vehicle is calculated from the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 19.

次に、この更新後距離値が0よりも小さくなっているか否かを判断する(s12)。距離値が0よりも小さくなっていれば、当該物体が既に自車を通過して後方に位置すると判断し、看板候補リストから消去する(s13)。更新後距離値が0以上であれば、更新後距離値と自車走行車線に相当する領域内の検出物体の下方向検出距離値が近いか(略一致するか)否かを判断する(s14)。すなわち、更新後距離値と車線中心付近の下方向検出距離値との差が所定値(例えば自車速×1フレーム分の時間)以下であるか否かを判断する。ここで、車線中心付近とは、ST1で算出した前方道路形状から推定される自車走行車線に相当する方向を示す。また、車線中心付近の下方向検出距離値とは、図4で示したスキャン(下)において、車線中心付近で検出した物体の距離値を示す。この判断は全ての検出物体について行う。なお、車線中心付近でなくともスキャン(下)で検出した物体の距離値と更新後距離値とを比較するようにしてもよい。   Next, it is determined whether or not the updated distance value is smaller than 0 (s12). If the distance value is smaller than 0, it is determined that the object has already passed the own vehicle and is located behind, and is deleted from the signboard candidate list (s13). If the updated distance value is 0 or more, it is determined whether or not the updated distance value is close (substantially coincides) with the downward detection distance value of the detected object in the area corresponding to the host vehicle lane (s14). ). That is, it is determined whether or not the difference between the updated distance value and the downward detection distance value in the vicinity of the lane center is equal to or less than a predetermined value (for example, own vehicle speed × one frame time). Here, the vicinity of the lane center indicates a direction corresponding to the own vehicle traveling lane estimated from the shape of the front road calculated in ST1. Further, the downward detection distance value near the lane center indicates the distance value of the object detected near the lane center in the scan (lower) shown in FIG. This determination is made for all detected objects. Note that the distance value of the object detected in the scan (lower) may be compared with the updated distance value even if it is not near the center of the lane.

更新後距離値と車線中心付近の各物体の下方向検出距離値との差が所定値よりも大きい場合、すなわち各登録済みの看板候補オブジェクトの登録距離値(更新後距離値)において、スキャン(下)で中心付近に物体を検出していない場合、その看板候補オブジェクトの下方向検知フラグをオフにする(s15)。更新後距離値と車線中心付近の各物体の下方向検出距離値との差が所定値以下であれば下方向検知フラグをオンにする(s16)。詳細は後述するが、看板判定処理時に、下方向検知フラグがオフであれば、そのオブジェクトは頭上看板と判定され、下方向検知フラグがオンであれば、地上に存在する自車走行を妨げる障害物(または先行車)として判定する。また、車線中心付近以外の検出物体は、自車の走行を妨げる可能性は極めて低いため、車線中心付近の各物体について判断するものである。   When the difference between the updated distance value and the downward detection distance value of each object in the vicinity of the lane center is larger than a predetermined value, that is, in the registered distance value (updated distance value) of each registered signboard candidate object, If no object is detected near the center in (lower), the downward detection flag of the signboard candidate object is turned off (s15). If the difference between the updated distance value and the downward detection distance value of each object near the lane center is equal to or smaller than a predetermined value, the downward direction detection flag is turned on (s16). Although details will be described later, if the down direction detection flag is off during the signboard determination process, the object is determined to be an overhead signboard, and if the down direction detection flag is on, the obstacle that hinders the traveling of the vehicle on the ground It is determined as an object (or preceding vehicle). In addition, detection objects other than those in the vicinity of the lane center are extremely unlikely to interfere with the traveling of the host vehicle, and therefore each object in the vicinity of the lane center is determined.

以上のs11〜s16の処理を全ての登録済みオブジェクトについて行ったか否かを判断し(s17)、ST3の登録済み看板候補リストデータ更新処理の手順を終え、図5の計測データ処理にリターンする。   It is determined whether or not the processes of s11 to s16 have been performed for all registered objects (s17), the procedure of the registered signboard candidate list data update process of ST3 is completed, and the process returns to the measurement data process of FIG.

次に、ST5の看板候補リスト新規登録処理手順について図8を用いて説明する。この手順は、検出した各物体がST4において停止物であると判断した場合に実行する。まず、制御回路11は、s21において、検出した物体の距離値が70m以上であるか否かを判断する。70m未満であれば看板候補リストに新規登録せず、図5の計測データ処理にリターンする。なお、ここではs21の処理で、判断基準として70mを記載しているが、これは一例であり、本発明を限定するものではない。実際の使用条件に応じて数値調整すればよい。   Next, the signboard candidate list new registration processing procedure of ST5 will be described with reference to FIG. This procedure is executed when it is determined that each detected object is a stationary object in ST4. First, in s21, the control circuit 11 determines whether or not the distance value of the detected object is 70 m or more. If it is less than 70 m, it is not newly registered in the signboard candidate list, and the process returns to the measurement data processing of FIG. Here, in the process of s21, 70 m is described as a determination criterion, but this is an example and does not limit the present invention. The numerical value may be adjusted according to actual use conditions.

s21で物体の距離値が70m以上として判断した場合、制御回路11は、メモリ18を読み出して、過去の検出時にその物体の最大幅が3m以上として検出されたか否かを判断する(s22)。3m以上の幅が過去に検出されていれば、この物体は頭上看板である可能性が有るため、看板候補リストに登録し、その距離値を登録する(s23)。ただし、看板候補リストに既に同じ距離値が登録済みであれば、追加して登録はしない。なお、s22の判断値についても3mは一例であり、これに限定するものではない。   If it is determined in s21 that the distance value of the object is 70 m or more, the control circuit 11 reads the memory 18 and determines whether or not the maximum width of the object has been detected as 3 m or more in the past detection (s22). If a width of 3 m or more has been detected in the past, this object may be an overhead signboard, so it is registered in the signboard candidate list and its distance value is registered (s23). However, if the same distance value is already registered in the signboard candidate list, it is not added and registered. Note that 3m is an example of the determination value of s22, and the determination value is not limited thereto.

s22において、過去の検出時にその物体の最大幅が3m以上として検出されていなければ、その物体が車線中心付近で検出されているか否かを判断する(s24)。また、その物体が車線中心付近のスキャン(上)において検出されたか否かを判断する(s25)。車線中心付近で検出されていない、または車線中心付近のスキャン(上)で検出されていなければ、看板候補リストに登録せず、図5の計測データ処理にリターンする。車線中心付近で検出され、かつスキャン(上)で検出されていれば頭上看板の可能性が有るとして、看板候補リストに登録する(s23)。なお、s24の処理を行わずに、スキャン(上)で検出されていれば頭上看板の可能性が有るとして、看板候補リストに登録するようにしてもよい。雨天時はビームが拡散して検出精度が低下するため、実際の物体幅よりも狭い幅で検出される可能性がある。したがって、物体の幅が3m未満であった場合であっても、スキャン(上)で検出されていれば頭上看板の可能性が有るとして看板候補リストに登録する。   In s22, if the maximum width of the object is not detected as 3 m or more at the time of past detection, it is determined whether or not the object is detected near the center of the lane (s24). Further, it is determined whether or not the object has been detected in the scan near the center of the lane (upper side) (s25). If it is not detected in the vicinity of the lane center or detected in the scan (upper) near the lane center, it is not registered in the signboard candidate list, and the process returns to the measurement data processing of FIG. If it is detected in the vicinity of the lane center and is detected by scanning (up), it is registered in the signboard candidate list that there is a possibility of an overhead signboard (s23). In addition, without performing the process of s24, if it is detected by scanning (up), there is a possibility of an overhead signboard, and it may be registered in the signboard candidate list. When it rains, the beam is diffused and the detection accuracy is lowered, so that it may be detected with a width narrower than the actual object width. Therefore, even if the width of the object is less than 3 m, if it is detected by scanning (up), it is registered in the signboard candidate list as having the possibility of an overhead signboard.

また、車線中心付近で検出される物体は、自車の走行車線上に存在する可能性が高いため、後段の車両制御装置で行われるACCや安全制御への影響が大きい。車線中心付近の頭上看板を先行車であると誤認識すると不要な安全制御が行われる可能性が有る。したがって、物体の幅が3m未満であっても、車線中心付近で検出される物体(かつスキャン上で検出される物体)は看板候補リストに登録しておくことが望ましい。無論、車線中心以外、前方全領域において看板判定をすることが望ましいが、特に重要な車線中心付近においてのみ看板候補リストに登録することで、処理負担を低減することができる。   In addition, since an object detected near the center of the lane is likely to be present on the traveling lane of the own vehicle, the influence on the ACC and safety control performed by the subsequent vehicle control device is large. If an overhead signboard near the lane center is misrecognized as a preceding vehicle, unnecessary safety control may be performed. Therefore, even if the width of the object is less than 3 m, it is desirable to register the object detected in the vicinity of the lane center (and the object detected on the scan) in the signboard candidate list. Of course, it is desirable to perform signboard determination in the entire front area other than the center of the lane, but the processing burden can be reduced by registering in the signboard candidate list only in the vicinity of the particularly important lane center.

以上の処理を終えると、図5の計測データ処理にリターンする。   When the above process is completed, the process returns to the measurement data process of FIG.

次に、ST6の頭上看板判定(遠方)処理の手順について図9を用いて説明する。まず、制御回路11は、s31において検出した物体の距離値が70m以上であるか否かを判断する。物体の距離値が70m以上でなければ、遠方の判定を行わずに図5の計測データ処理にリターンする。物体の距離値が70m以上であれば、制御回路11は、メモリ18を読み出して、過去の検出時にその物体の最大幅が3m以上として検出されたか否かを判断する(s32)。3m以上の幅が過去に検出されていれば、頭上看板であると判定して当該物体に頭上看板判定フラグを割り当てる(s33)。以後、この物体については頭上看板であると判断され、先行車として誤検出されることはない。3m以上の幅が過去に検出されていなければ、さらにその物体がスキャン(上)において検出されたか否かを判断する(s34)。3m以上の幅が過去に検出されておらず、スキャン(上)においても検出されなければ、この頭上看板判定(遠方)処理においては頭上看板でないと判断して、図5の計測データ処理にリターンする。スキャン(上)において検出された場合は、頭上看板であると判定して当該物体に頭上看板判定フラグを割り当てる(s33)。なお、s34の処理は必須ではなく、物体の幅が3m未満であれば頭上看板でないと判断するようにしてもよい。上述のように、雨天時は検出精度が低下するため、物体の幅が3m未満であった場合であっても、スキャン(上)で検出されていれば看板であると判定することが望ましい。なお、s31、s32の判断値についても一例を示したものであり、これらに限定するものではない。   Next, the procedure of the overhead signboard determination (distant) process in ST6 will be described with reference to FIG. First, the control circuit 11 determines whether or not the distance value of the object detected in s31 is 70 m or more. If the distance value of the object is not 70 m or more, the process returns to the measurement data processing of FIG. If the distance value of the object is 70 m or more, the control circuit 11 reads the memory 18 and determines whether or not the maximum width of the object has been detected as 3 m or more at the time of past detection (s32). If a width of 3 m or more has been detected in the past, it is determined to be an overhead signboard and an overhead signboard determination flag is assigned to the object (s33). Thereafter, this object is determined to be an overhead sign and is not erroneously detected as a preceding vehicle. If a width of 3 m or more has not been detected in the past, it is further determined whether or not the object has been detected in the scan (up) (s34). If a width of 3 m or more has not been detected in the past and has not been detected in the scan (upper), it is determined that this is not an overhead signboard in the overhead signboard determination (far) process, and the process returns to the measurement data process of FIG. To do. If it is detected in the scan (up), it is determined that it is an overhead signboard, and an overhead signboard determination flag is assigned to the object (s33). Note that the process of s34 is not essential, and if the width of the object is less than 3 m, it may be determined that it is not an overhead signboard. As described above, since the detection accuracy decreases in the rain, it is desirable to determine that the object is a sign if it is detected by scanning (up) even if the width of the object is less than 3 m. Note that the determination values of s31 and s32 are only examples, and are not limited thereto.

次に、ST7の頭上看板判定(近傍)処理の手順について図10を用いて説明する。まず、制御回路11は、s41において、検出した物体の距離値が50m未満であるか否かを判断する。物体の距離値が50m以上であれば、近傍の判定を行わずに図5の計測データ処理にリターンする。この距離値についても一例であり、限定するものではない。物体の距離値が50m未満であれば、制御回路11は、その物体が車線中心付近で検出されたものであるか否かを判断する(s42)。車線中心付近で検出されていなければ、図5の計測データ処理にリターンする。車線中心付近で検出されていれば、直線走行中または道路半径300mより緩いカーブを走行中であるか否かを判断する(s43)。道路半径300mより急なカーブを走行中であれば、図5の計測データ処理にリターンする。この判断においては、ST1において求めた前方道路形状の推定を用いる。なお、道路半径の基準値も300mは一例であり、これに限定するものではない。   Next, the procedure of the overhead signboard determination (neighboring) process in ST7 will be described with reference to FIG. First, the control circuit 11 determines whether or not the detected distance value of the object is less than 50 m in s41. If the distance value of the object is 50 m or more, the process returns to the measurement data processing of FIG. 5 without determining the vicinity. This distance value is also an example and is not limited. If the distance value of the object is less than 50 m, the control circuit 11 determines whether or not the object is detected near the center of the lane (s42). If not detected in the vicinity of the lane center, the process returns to the measurement data processing of FIG. If it is detected near the center of the lane, it is determined whether the vehicle is traveling straight or traveling on a curve that is gentler than the road radius of 300 m (s43). If the vehicle is traveling on a curve that is steeper than the road radius of 300 m, the process returns to the measurement data processing of FIG. In this determination, the estimation of the shape of the front road obtained in ST1 is used. The reference value of the road radius is 300 m as an example, and is not limited to this.

直線走行中または道路半径300mより緩いカーブを走行中であると判断した場合、制御回路11は、メモリ18に登録されている看板候補リストを読み出し、その物体の距離値に近い登録距離値を有する看板候補オブジェクトが存在するか否かを判断する(s44)。この判断は、その物体の距離値と看板候補リストに記載されている登録距離値との差が、例えば1フレーム分の自車移動距離値以下となる看板候補オブジェクトが存在するか否かで行われる。該当する看板候補オブジェクトが存在しなければ、図5の計測データ処理にリターンする。   When it is determined that the vehicle is traveling straight or traveling on a curve that is gentler than the road radius of 300 m, the control circuit 11 reads the signboard candidate list registered in the memory 18 and has a registered distance value close to the distance value of the object. It is determined whether or not a signboard candidate object exists (s44). This determination is made based on whether or not there is a signboard candidate object in which the difference between the distance value of the object and the registered distance value described in the signboard candidate list is equal to or less than the own vehicle movement distance value for one frame, for example. Is called. If there is no corresponding signboard candidate object, the process returns to the measurement data processing of FIG.

該当する看板候補オブジェクトが存在した場合、さらにその看板候補オブジェクトに下方向検知フラグがオフされているか否かを判断する(s45)。下方向検知フラグがオンされていれば、地上に存在する物体である可能性が有るため、頭上看板と判定せずに図5の計測データ処理にリターンする。下方向検知フラグがオフされていれば、頭上看板であると判定して、当該物体に頭上看板判定フラグを割り当てる(s46)。以後、この物体については頭上看板であると判断され、先行車や障害物として誤検出されることはない。   If there is a corresponding signboard candidate object, it is further determined whether or not the downward direction detection flag is turned off for the signboard candidate object (s45). If the downward direction detection flag is on, there is a possibility that the object is present on the ground, so that the process returns to the measurement data processing of FIG. 5 without determining that it is an overhead signboard. If the downward direction detection flag is off, it is determined that the sign is an overhead sign, and an overhead sign determination flag is assigned to the object (s46). Thereafter, this object is determined to be an overhead sign and is not erroneously detected as a preceding vehicle or an obstacle.

以上のST4〜ST7の処理を全ての検出物体について繰り返し行い(図5のST8)、全ての物体について頭上看板判定処理を行う。ST8で全ての物体について処理を行ったと判断した場合、ST9の先行車判定処理を行う。ST9の先行車判定処理も検出した各物体について行われる。図11は、先行車判定処理の手順を示すフローチャートである。まず、制御回路11は、その物体について、頭上看板判定フラグが割り当てられているか否かを判断する(s51)。頭上看板判定フラグが割り当てられていなければ、さらに、その物体が推定した道路形状、すなわち自車の走行線内に存在しているか否かを判断する(s52)。この判断は、当該物体が上述した車線中心付近に検出されているか否かによって行われる。   The above processes of ST4 to ST7 are repeated for all detected objects (ST8 in FIG. 5), and the overhead signboard determination process is performed for all objects. If it is determined in ST8 that all objects have been processed, the preceding vehicle determination process in ST9 is performed. The preceding vehicle determination process of ST9 is also performed for each detected object. FIG. 11 is a flowchart illustrating the procedure of the preceding vehicle determination process. First, the control circuit 11 determines whether or not an overhead signboard determination flag is assigned to the object (s51). If the overhead signboard determination flag is not assigned, it is further determined whether or not the object exists within the estimated road shape, that is, within the travel line of the own vehicle (s52). This determination is made based on whether or not the object is detected in the vicinity of the lane center described above.

自車の走行線内に存在していると判断した場合、その物体を先行車候補リストに追加する(s53)。先行車候補リストは、上記頭上看板候補リストと同様に、各物体の距離値が記載されたものである。制御回路11は、このs51〜s53の処理を全検出物体について行われたか否かを判断する(s54)。また、s51で頭上看板判定フラグがオンされている、またはs52で自車走行車線内に存在しないと判断した場合は、先行車リスト登録を行わず、s54の判断を行う。全ての物体について処理が行われていなければs51から処理を繰り返す。全ての物体について処理が行われていると判断した場合は、先行車候補リストのうち、最も近距離に存在する物体を先行車として判定し(s55)、図5の計測データ処理にリターンする。   If it is determined that the vehicle exists in the travel line of the host vehicle, the object is added to the preceding vehicle candidate list (s53). Similar to the overhead signboard candidate list, the preceding vehicle candidate list describes the distance value of each object. The control circuit 11 determines whether or not the processing of s51 to s53 has been performed for all detected objects (s54). If it is determined in s51 that the overhead sign determination flag is on, or if it is determined in s52 that it is not in the own vehicle travel lane, the preceding vehicle list is not registered and the determination in s54 is performed. If processing has not been performed for all objects, the processing is repeated from s51. If it is determined that processing has been performed for all the objects, the object at the shortest distance in the preceding vehicle candidate list is determined as the preceding vehicle (s55), and the process returns to the measurement data processing of FIG.

なお、ST9では先行車の判定のみを行っているが、これに限らず、その物体が道路上に存在する障害物であるか否かの判定をさらに行うようにしてもよい。   In ST9, only the preceding vehicle is determined. However, the present invention is not limited to this, and it may be further determined whether or not the object is an obstacle existing on the road.

以上のようにして、物体の距離値が所定値以上(例えば70m)であり、所定の幅(例えば3m)以上である場合に、その物体を頭上看板であると判定するので、リフレクタが高い位置にある先行車も確実に認識するとともに、看板の誤検出を防止することができる。さらに、物体を検出したときに看板候補リストを作成しておき、近傍距離において看板であるか否かの判断時に、当該物体の距離値と看板候補リストから推定される距離値とを比較して略一致した場合に頭上看板であると判定するので、雨天時のようにビームが拡散したとしても、看板の誤検出を防止することができる。   As described above, when the distance value of an object is not less than a predetermined value (for example, 70 m) and not less than a predetermined width (for example, 3 m), it is determined that the object is an overhead signboard. It is possible to reliably recognize the preceding vehicle in the vehicle and to prevent erroneous detection of the signboard. Furthermore, a signboard candidate list is created when an object is detected, and the distance value of the object is compared with the distance value estimated from the signboard candidate list when determining whether or not the object is a signboard at a nearby distance. Since it is determined that the signboard is an overhead signboard when it is approximately the same, it is possible to prevent the signboard from being erroneously detected even if the beam diffuses as in rainy weather.

なお、本実施形態はレーザレーダ装置について説明したが、本発明は他の測距装置(例えばミリ波レーダ等)であっても適用することができる。   Although the present embodiment has been described with reference to a laser radar device, the present invention can also be applied to other distance measuring devices (for example, a millimeter wave radar).

本発明の実施形態であるレーザレーダ装置(車両用測距装置)のブロック図1 is a block diagram of a laser radar device (vehicle ranging device) according to an embodiment of the present invention. スキャナの投光レンズと受光レンズを支持する部分の構成を示す図The figure which shows the structure of the part which supports the light projection lens and light reception lens of a scanner. スキャナによって駆動された投光レンズと受光レンズの光路を示す図The figure which shows the optical path of the light projection lens and light reception lens which were driven by the scanner 鉛直方向のスキャンについて説明する図Diagram explaining vertical scanning 計測データ処理の具体的な手順を示すフローチャートFlow chart showing specific procedure of measurement data processing 看板候補リストの示す図Figure showing signboard candidate list 登録済み看板候補リストデータ更新処理の具体的な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the concrete procedure of registered signboard candidate list data update processing 看板候補リスト新規登録処理の具体的な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the specific procedure of signboard candidate list new registration processing 頭上看板判定(遠方)処理の具体的な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the concrete procedure of overhead signboard judgment (far) processing 頭上看板判定(近傍)処理の具体的な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the concrete procedure of overhead signboard judgment (neighborhood) processing 先行車判定処理の具体的な手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the concrete procedure of preceding vehicle judgment processing レーザを前方に照射する様子を示した図The figure which showed a mode that a laser was irradiated ahead 自動車前方に看板が存在する場合の様子を示す図The figure which shows a situation when a signboard exists in front of the car 看板を誤検出する様子を示す図A figure showing how a signboard is falsely detected

Claims (4)

電磁波を水平方向及び鉛直方向にスキャンさせ、受信した反射波に基づいて前方の物体を検出するとともに、当該物体の距離と方向を測定するレーダスキャン部と、
検出した物体の距離、およびその検出の方向の角度範囲からその物体の幅を推定する幅判定手段と、
前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が第1の所定値以上であり、かつ該物体の幅が所定の幅以上である物体、または鉛直方向で最上のスキャンまたはその近辺のスキャンで、検出された物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が第1の所定値以上である物体、を看板候補物体として該物体の距離値とともに記録する記録手段と、
自車の速度を検出する自車速度検出手段と、
前記記録手段に記録されている看板候補物体の距離値を、前記自車の速度に基づいた推定値に更新する更新手段と、
前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、静止物体であり、該物体の距離値が前記第1の所定値よりも小さい第2の所定値未満であり、かつ該物体の距離値が前記推定値と略同一である第2の条件を満たした場合に、当該物体を頭上看板として判定する車両用測距装置。
A radar scanning unit that scans electromagnetic waves in a horizontal direction and a vertical direction, detects a front object based on the received reflected wave, and measures the distance and direction of the object;
Width determination means for estimating the width of the object from the distance of the detected object and the angular range of the direction of detection;
Among the objects detected by the radar scanning unit, the object is a stationary object, the object whose distance value is equal to or larger than a first predetermined value and the width of the object is equal to or larger than a predetermined width, or the highest in the vertical direction. Of the detected objects in the scan or the scan in the vicinity thereof, an object having a distance value of the object equal to or greater than the first predetermined value is recorded as a signboard candidate object together with the distance value of the object. Recording means;
Own vehicle speed detecting means for detecting the speed of the own vehicle;
Updating means for updating the distance value of the signboard candidate object recorded in the recording means to an estimated value based on the speed of the host vehicle;
Among the objects detected by the radar scan unit, the object is a stationary object, the distance value of the object is less than a second predetermined value smaller than the first predetermined value , and the distance value of the object is the estimated value Ranging device for determining the object as an overhead signboard when a second condition that is substantially the same as the above is satisfied.
前記記録手段は、物体の幅が所定の幅未満であっても、当該物体が車線中心付近で検出された場合は、前記看板候補物体として記録することを特徴とする請求項1に記載の車両用測距装置。  The vehicle according to claim 1, wherein the recording unit records the signboard candidate object if the object is detected near the center of the lane even if the width of the object is less than a predetermined width. Distance measuring device. 前記看板判定手段は、前記第2の条件を満たした物体のうち、鉛直方向で最下のスキャンまたはその近辺のスキャンで検出された場合に、該物体を頭上看板として判定しない請求項1または請求項2に記載の車両用測距装置。 The signboard determining means, said second condition of the object filled, if it is detected by the scan of the lowermost scan or near the vertical direction, according to claim 1 or claim which does not determine the said object as an overhead signboard Item 3. The vehicle distance measuring device according to Item 2 . 自車前方の道路形状を推定する道路形状推定手段を備え、
前記看板判定手段は、前記レーダスキャン部が検出した物体のうち、前記第2の条件を満たした場合に加えて、前記道路形状推定手段が自車前方の道路形状を直線形状、または所定半径以上のカーブ形状であると推定した場合に、当該物体を頭上看板として判定する請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の車両用測距装置。
Provided with a road shape estimating means for estimating the road shape ahead of the host vehicle,
In addition to the case where the second condition is satisfied among the objects detected by the radar scanning unit, the sign determining unit is configured such that the road shape estimation unit sets the road shape ahead of the vehicle to a straight line or a predetermined radius or more. The rangefinder for a vehicle according to any one of claims 1 to 3 , wherein the object is determined as an overhead signboard when it is estimated that the object has a curved shape.
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