JP5184973B2 - 物体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光や電波等の電磁波を探査波として利用し、装置本体を取り付けた車両（自車両）の前方に位置する物体を検出する物体検出装置に関する。

従来、自車両の前方に照射した探査波を走査して、この車両の前方に位置する先行車両の検出、および検出した先行車両までの距離を測定する車両用測距装置があった（例えば、特許文献１参照）。車両用測距装置は、探査波として、レーザ光や電波等の電磁波を利用する。この車両用測距装置を用いて先行車両との車間距離を一定に保つ定車間距離追従走行（ACC : Adaptive Cruise Control ）や渋滞時（低速時）の追従走行(LSF: Low Speed Following ）が行われている。また、自車両前方に、衝突が避けられない距離に存在する先行車両や停止物を検出した場合、制動を掛けて衝突時の被害を軽減するプリクラッシュセーフティシステムもある。これらの制御で対象になる先行車両は、走行中、または走行状態から停止した停止車両に限られると、検出した時点で既に停止状態であった停止車両が制御対象外になる。制御対象外になる停止車両が自車線上に停止している場合を考慮すると、検出した時点で既に停止状態であった停止車両も制御対象にする必要がある。検出時点で停止状態であった停止車両を制御対象として検出するには、停止車両を、路面標示や路面に埋め込まれた反射物（所謂、キャッツアイ）等の路面設置物や、歩道橋や上方に設置された看板等の上方設置物と区別して検出しなければならない。

なお、ここで言う路面設置物や、上方設置物は、自車両の走行を妨げる障害物ではない。

上述の路面設置物や、上方設置物を停止車両等の障害物であると誤検出しないようにする提案が特許文献２でなされている。この特許文献２では、探査波を上向きに照射する上方照射による走査と、探査波を下向きに照射する下方照射による走査と、を繰り返し、検出した物体毎に、上方照射時の反射強度と、下方照射時の反射強度とを比較し、路面設置物、上方設置物、または障害物（停止車両等）のいずれであるかを判定している。具体的には、上方照射時の反射強度と、下方照射時の反射強度との差分の絶対値が予め定めた範囲内であれば、障害物と判定する。また、上方照射時の反射強度と、下方照射時の反射強度との差分の絶対値が予め定めた範囲内でなく、下方照射時の反射強度が上方照射時の反射強度よりも大きければ、路面設置物と判定する。さらに、上方照射時の反射強度と、下方照射時の反射強度との差分の絶対値が予め定めた範囲内でなく、上方照射時の反射強度が下方照射時の反射強度よりも大きければ、上方設置物と判定する。
特開２００６−３３７２９５号公報 特開２００６− ９８２２０号公報

この発明の目的は、停止車両を、路面標示や路面に埋め込まれた反射物等の路面設置物と、区別して検出することができる物体検出装置を提供することにある。

また、この発明は、停止車両を、歩道橋や上方に設置された看板等の上方設置物と、区別して検出することができる物体検出装置を提供することを目的とする。

この発明の物体検出装置は、上記課題を解決し、その目的を達するために、以下のように構成している。

この物体検出装置では、照射手段が装置本体を取り付けた車両（自車両）の前方に探査波を照射し、検出手段がその探査波の反射波を検出する。探査波としては、レーザ光や電波等の電磁波を利用する。距離演算手段が、前記照射手段が探査波を照射してから、前記検出手段で反射波を検出するまでの時間に基づいて、今回照射した探査波を反射した物体までの距離を演算する。

また、照射方向切替手段が、前記照射手段が照射する探査波の垂直方向における照射方向を、基準方向と、この基準方向よりも下向きの下向き方向と、の間で切り替える。そして、物体判定手段が、前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた路面設置物判定距離よりも短く、且つ、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記下向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、路面設置物と判定する。

物体検出装置では、上下方向における探査波の拡がり角や、基準方向と下向き方向との角度差、道路勾配等によって、探査波を下向き方向に照射したときだけでなく、探査波を基準方向に照射したときにも、路面標示や路面に埋め込まれた反射物等の路面設置物で反射された反射波を検出することがある。通常、探査波を下向きに照射したときの路面設置物からの反射波の強度は、探査波を基準方向に照射したときに比べてある程度大きくなる。

一方、背の低い停止車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両等に近づいているときに、自車両が、この停止車両からある程度離れている位置で、下方照射時の反射強度が上方照射時の反射強度に比べて相当大きくなることがある。これは、前方の停止車両のリフレクタでのレーザ光の反射が、上方照射時よりも、下方照射時のほうが大きくなることが主な原因である。

物体判定手段は、上述したように、前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた路面設置物判定距離よりも短く、且つ、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記下向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、路面設置物と判定するので、背の低い停止車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両等に近づいているときに、この停止車両を、路面設置物であると誤判定するのを防止できる。

また、上述の照射方向切替手段は、前記照射手段が照射する探査波の垂直方向における照射方向を、基準方向と、この基準方向よりも上向きの上向き方向と、の間の切り替えも行う。また、物体判定手段は、前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた上方設置物判定距離よりも長く、且つ、物体判定手段を、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記上向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、上方設置物と判定する。

物体検出装置では、上下方向における探査波の拡がり角や、基準方向と上向き方向との角度差、道路勾配等によって、探査波を上向き方向に照射したときだけでなく、探査波を基準方向に照射したときにも、歩道橋や上方に設置された看板等の上方設置物で反射された反射波を検出することがある。通常、探査波を上向きに照射したときの上方設置物からの反射波の強度は、探査波を基準方向に照射したときに比べてある程度大きくなる。

一方、自車両がトラック等の比較的背の高い停止車両に接近したときには、上方照射時の反射強度が下方照射時の反射強度に比べて相当大きくなることがある。これは、前方の停止車両のリフレクタでのレーザ光の反射が、下方照射時よりも、上方照射時のほうが大きくなることが主な原因である。

ここでは、物体判定手段は、上述したように、前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた上方設置物判定距離よりも長く、且つ、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記上向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、上方設置物と判定するので、トラック等の比較的背の高い停止車両に接近しても、この停止車両を、上方設置物であると誤判定するのを防止できる。

さらに、前記路面設置物判定距離は、前記上方設置物判定距離よりも短く設定している。
また、前記物体判定手段は、前記下向き方向に照射したときの反射波の強度が、前記上向き方向に照射したときの反射波の強度の予め定めた路面設置物判定係数倍よりも大きくなければ、その物体を路面設置物と判定しない、構成とするのが好ましい。また、前記物体判定手段は、前記上向き方向に照射したときの反射波の強度が、前記下向き方向に照射したときの反射波の強度の予め定めた上方設置物判定係数倍よりも大きくなければ、その物体を上方設置物と判定しない構成とするのが好ましい。

また、検出した物体が停止体でない場合には、この物体については、路面設置物や、上方設置物であるかどうかの判定対象から除外してもよい。このようにすれば、無駄な判定処理にかかる処理負荷が抑えられる。

本発明によれば、路面設置物と、特に背の低い停止車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両と、を区別して検出することができる。

また、上方設置物と、特にトラック等の比較的背の高い停止車両と、を区別して検出することができる。

以下、この発明の実施形態について説明する。

図１は、この発明にかかる物体検出装置を適用した、レーダ装置の主要部の構成を示すブロック図である。このレーダ装置１は、取り付けた車両（自車両）の前方に位置する物体の検出、および検出した物体までの距離の測定が行える。レーダ装置１は、探査波としてレーザ光を使用する。レーダ装置１は、制御部２と、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）３と、ＬＤ駆動部４と、走査部５と、垂直走査位置検出部６と、水平走査位置検出部７と、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）８と、受光部９と、メモリ１０と、を備えている。

制御部２は、レーダ装置１本体各部の動作を制御する。ＬＤ駆動部４は、制御部２からの指示にしたがって、ＬＤ３の発光を制御する。ＬＤ３から出射されたレーザ光は、このＬＤ３の発光面に対向して配置した投光レンズ５ａを介して、自車両前方に照射される。

走査部５は、制御部２からの指示にしたがって、投光レンズ５ａを移動し、自車両前方に照射しているレーザ光を所定の走査範囲で走査する。垂直走査位置検出部６は、走査部５によるレーザ光の垂直方向の走査位置を検出し、制御部２に出力する。また、水平走査位置検出部７は、走査部５によるレーザ光の水平方向の走査位置を検出し、制御部２に出力する。また、走査部５は、レーザ光の走査位置、すなわち投光レンズ５ａの位置、に応じてＰＤ８の受光面に対向させて配置した受光レンズ５ｂを移動させる。自車両前方に照射したレーザ光が前方の物体（例えば、車両や路面）で反射して戻ってきた反射光は、受光レンズ５ｂにより集光され、ＰＤ８の受光面に入射される。ＰＤ８は、入射されたレーザ光（反射波）の受光量に応じた信号出力する。受光部９は、ＰＤ８の出力信号を処理し、反射波の受光量を数値化し、これを反射波の強度として制御部２に出力する。制御部２は、入力された反射波の強度を、垂直走査位置検出部６と水平走査位置検出部７から入力された走査位置に対応してメモリ１０に記億する。また、メモリ１０には、検出した物体について、その物体が路面設置物や、上方設置物であると判定した物体であるかどうか示すフラグ等を記憶する。

ここで言う路面設置物とは、路面標示や路面に埋め込まれた反射物（所謂、キャッツアイ）等であり、上方設置物とは、歩道橋や上方に設置された看板等である。路面設置物や、上方設置物は、自車両の走行を妨げる障害物ではない。

さらに、制御部２には、車速センサ２０や車両制御部２１等が接続されている。車速センサ２０は、自車両の走行速度を検出し制御部２に入力する。車両制御部２１は、制御部２から入力された、検出された前方の先行車両や障害物等の位置に応じて、先行車両の追従走行や、自車両の制動等にかかる自車両の走行制御を行う。

ここで、走査部５について、より詳細に説明しておく。図２は、走査部の構成を示す図である。走査部５は、投光レンズ５ａ、および受光レンズ５ｂに加えて、駆動回路３０と、水平方向駆動用コイル３１と、垂直方向駆動用コイル３２と、水平方向板バネ３３と、垂直方向板バネ３４とを備えている。制御部２は、走査位置を指示する制御信号を駆動回路３０に入力する。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と垂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は、投光レンズ５ａと受光レンズ５ｂを一体的に支持する支持部材を水平方向に移動させ、垂直方向用コイル３２は、投光レンズ５ａと受光レンズ５ｂを一体的に支持する支持部材を垂直方向に移動させる。支持部材は、水平方向板バネ３３により水平方向に移動自在に支持されているとともに、垂直方向板バネ３４により垂直方向に移動自在に支持されている。したがって、支持部材（投光レンズ５ａと受光レンズ５ｂ）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、垂直方向駆動用コイル３２に発生した力と垂直方向板バネ３４に発生する反力がつりあう位置に移動して静止する。

なお、投光レンズ５ａ、および受光レンズ５ｂの位置は、図示していないセンサにより検出しており、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。

このように、走査部５は、投光レンズ５ａおよび受光レンズ５ｂを、水平方向と垂直方向の両方向に移動することができる。走査部５による投光レンズ５ａおよび受光レンズ５ｂの移動による、レーザ光の光路を図３に示す。図３（Ａ）は、投光レンズ５ａおよび受光レンズ５ｂを水平方向に移動したときのレーザ光の光路を示し、図３（Ｂ）は、投光レンズ５ａおよび受光レンズ５ｂを垂直方向に移動したときのレーザ光の光路を示している。投光レンズ５ａは、上述したように、ＬＤ３の発光面に対向して配置している。また、受光レンズ５ｂは、ＰＤ８の受光面に対向して配置している。

ＬＤ３から出射されたレーザ光は、投光レンズ５ａの中心方向に偏光される。投光レンズ５ａの位置が中心にある場合は、図３（Ａ）、（Ｂ）の実線で示した光路で、レーザ光は正面前方に照射される。正面前方に照射されたレーザ光は、前方の物体（例えば、車両や路面）で反射され、図３（Ａ）、（Ｂ）の実線で示す光路で、受光レンズ５ｂに入射し、ＰＤ８によって受光される。また、走査部５によって、図中、上方向に投光レンズ５ａが移動した場合、レーザ光は、図３（Ａ）、（Ｂ）の点線で示した光路で、図中、上方向に照射される。そして、照射されたレーザ光は、図中、上方向の物体で反射され、図３（Ａ）、（Ｂ）の点線で示す光路で、受光レンズ５ｂに入射し、ＰＤ８によって受光される。

このように、走査部５は、投光レンズ５ａと受光レンズ５ｂを一体的に水平方向に移動することで、レーザ光を水平方向に走査することができる。また、同様に、走査部５は、投光レンズ３５と受光レンズ３６を一体的に垂直方向に移動することで、レーザ光を垂直方向に走査することができる。

次に、このレーダ装置１におけるレーザ光の走査について説明する。このレーダ装置１では、水平方向の走査を３フレームで構成している。各フレームは、右方向への走査である。また、各フレームの垂直方向におけるレーザ光の照射方向は、基準方向、この基準方向よりも下向きの下向き方向、および基準方向よりも上向きの上向き方向である。レーダ装置１は、図４に示すように、垂直方向におけるレーザ光の照射方向を上向き方向に設定した水平走査（以下、上走査と言う。）、垂直方向におけるレーザ光の照射方向を下向き方向に設定した水平走査（以下、下走査と言う。）、垂直方向におけるレーザ光の照射方向を基準方向に設定した水平走査（以下、基準走査と言う。）を、この順番に繰り返すことにより、水平方向および垂直方向の走査（２次元走査）を連続して行う。レーダ装置１は、検出した物体毎に、その物体が移動体、または停止体であるかどうかや、停止体である場合に、その停止体が路面標示や路面に埋め込まれた反射物等の路面設置物や、歩道橋や上方に設置された看板等の上方設置物であるかどうかを判定する。

図５は、レーダ装置の動作を示すフローチャートである。制御部２は、垂直方向におけるレーザ光の照射方向を基準方向に設定した基準走査が完了すると（ｓ１）、今回の基準走査でレーザ光を照射した水平方向の検出領域毎に、レーザ光を反射したターゲットまでの距離を計測する（ｓ２）。ターゲットまでの距離Ｌは、ＬＤ３がレーザ光を出射したタイミングＴ１から、ＰＤ４がＬＤ３から出射されたレーザ光の反射光を受光したタイミングＴ２までの時間差（Ｔ２−Ｔ１）を用い、
Ｌ＝ｃ×（Ｔ２−Ｔ１）／２ （ｃ：レーザ光の伝搬速度）
で算出できる。

制御部２は、ｓ２で検出したターゲットをグループ化する（ｓ３）。ｓ３では、今回検出したターゲット毎に、その位置を水平面上の２次元座標に変換する。今回の基準走査で検出したときの位置と前回の基準走査で検出したときの位置、自車両の速度を用いて、移動ベクトルを算出する。そして、その位置が近接し、且つ移動ベクトルがほぼ同じであるターゲットを同一物体であるとしてグループ化する。すなわち、同じグループに属するターゲットを、同じ物体として検出する。制御部２は、車速センサ２０から入力されている自車両の走行速度を用いて、移動ベクトルを算出する。制御部２は、ｓ３にかかるグループ化によって検出した物体毎に、自車両との距離、自車両に対する方位、その物体の幅等を算出する（ｓ４）。そして、制御部２は、今回検出した物体毎に、自車両の走行を妨げる停止車両等の障害物であるかどうかを判定する障害物判定処理を行う（ｓ５）。

図６は、この障害物判定処理を示すフローチャートである。制御部２は、今回の基準走査で検出した検出物体の中から、本処理の判定対象とする検出物体を決定する（ｓ１１）。制御部２は、判定対象とした検出物体について、路面設置物であるかどうかを示す路面設置物フラグ、および上方設置物であるかどうかを示す上方設置物フラグをリセットする（ｓ１２）。制御部２は、判定対象とした検出物体が停止体であるかどうかを判定する（ｓ１３）。ｓ１３では、先に算出した、この検出物体の移動ベクトルによって停止体であるかどうかを判定する。制御部２は、ｓ１３で停止体でないと判定すると、今回の基準走査で検出した検出物体の中に、本処理を行っていない未処理の検出物体があるかどうかを判定し（ｓ１７）、未処理の検出物体があればｓ１１に戻る。未処理の検出物体がなければ、本処理を終了する。

なお、ｓ１３では、判定対象の検出物体が、移動体であると判定した場合だけでなく、停止体であるか移動体であるか判定できなかった場合も、ｓ１７に進む。

制御部２は、ｓ１３で停止体であると判定すると、この物体が路面設置物であるかどうかを判定する路面設置物判定処理を行う（ｓ１４）。

図７は、路面設置物判定処理を示すフローチャートである。制御部２は、上述のｓ１１で判定対象とした検出物体について、今回の基準走査で検出した、この検出物体までの距離が予め定めた路面設置物判定距離Ｄ１よりも短いかどうかを判定する（ｓ２１）。制御部２は、この検出物体までの距離が路面設置物判定距離Ｄ１以上であれば、この検出物体を路面設置物でないと判定し、本処理を終了する。

制御部２は、この検出物体までの距離が路面設置物判定距離Ｄ１よりも短ければ、直前の下走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度（ＰＤ８の受光量）が、前回の上走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度の路面設置物判定係数倍（×α１）よりも大きいかどうかを判定する（ｓ２２）。α１は、１以上の値が好ましい。制御部２は、前回の下走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度の路面設置物判定係数倍（×α１）よりも小さいと判定すると、本処理を終了する。

制御部２は、前回の下走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度の路面設置物判定係数倍（×α１）よりも大きいと判定すると、前回の下走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度よりも大きいかどうかを判定する（ｓ２３）。制御部２は、前回の下走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度以下であると判定すると、本処理を終了する。一方、制御部２は、前回の下走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度よりも大きいと判定すると、この検出物体について、路面設置物判定フラグをセットし（ｓ２４）、本処理を終了する。ｓ２４では、検出物体を、路面設置物であると判定している。

このように、制御部２は、検出物体について、以下の（ａ）〜（ｄ）の４つの条件が成立したときに、その検出物体を自車両の走行を妨げない路面設置物であると判定する。

（ａ）停止物体である
（ｂ）自車両からの距離が予め定めた路面設置物判定距離Ｄ１よりも短い
（ｃ）前回の下走査で得られた反射波の強度が、前回の上走査で得られた反射波の強度の路面設置物判定係数倍（×α１）よりも大きい
（ｄ）前回の下走査で得られた反射波の強度が、今回の基準走査で得られた反射波の強度よりも大きい
ここで、自車両が路面設置物の上を通過する場合のレーザ光の照射状況を図８に示す。図８に示すように、基本的には下走査において、レーザ光が路面設置物に照射されるが、レーザ光の広がりや道路勾配等の要因により、上走査や基準走査においても、レーザ光が路面設置物に照射されることがある。この場合の受光量分布例を図９に示す。図９に示すように、下走査で得られる反射波の受光量が、上走査や基準走査で得られる受光量に対し突出した大きさになる。このことから、上述の（ｃ）、（ｄ）の条件により、検出物体が路面設置物であるかどうかの判定が、受光量に基づいて判定できる。

なお、上述の（ｃ）における路面設置物判定係数α１は、上走査と、下走査とにおけるレーザ光の垂直方向の照射角度差や、レーザ光の垂直方向の拡がり角等に基づいて適当に設定すればよく、例えばα１は１０程度にすればよい。

一方で、図１０に示すように、自車両が背の低い車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両に接近する場合にも、この停止車両からある程度離れた遠方で、上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量が図９に示す状態になることがある。この場合に、この停止車両を、路面設置物であると誤判定をするのを防止するために、上述の（ｂ）の条件を設けている。図１０（Ａ）に示すように、背の低い車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両から、ある程度離れた遠方では上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量が図９に示す状態になるが、図１０（Ｂ）に示すように、停止車両に対してある程度まで接近したときには、上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量は、図１１に示す状態になる。これは、自車両が停止車両に対してある程度まで接近したときには、背の低い車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両であっても、基準走査のレーザ光がリフレクタによって反射されるからである。

上述したように、路面設置物判定距離Ｄ１にかかる条件（ｂ）を設けているので、図１０（Ａ）に示す状況で検出した検出物体が路面設置物であると誤判定されるのを防止でき、その結果、検出物体に対する路面設置物であるかどうかの判定精度を向上することができる。

なお、路面設置物判定距離Ｄ１は、下走査と、基準走査とにおけるレーザ光の垂直方向の照射角度差や、レーザ光の垂直方向の拡がり角等に基づいて適当に設定すればよく、例えばＤ１は３０ｍ程度に設定すればよい。

図６に戻って、制御部２は、ｓ１４にかかる路面設置物判定処理を行うと、今回の処理対象である検出物体について、路面設置物判定フラグがセットされているかどうかを判定する（ｓ１５）。すなわち、ｓ１４にかかる路面設置物判定処理で路面設置物であると判定されたかどうかを判定する。制御部２は、ｓ１５で路面設置物判定フラグがセットされていると判定すると、ｓ１７に進む。一方、ｓ１５で路面設置物判定フラグがセットされていないと判定すると、ｓ１６に進み、以下に示す上方設置物判定処理を行い、ｓ１７に進む。

図１２は、上方設置物判定処理を示すフローチャートである。制御部２は、今回の基準走査で検出した、この検出物体（ｓ１１で、本処理の判定対象とした検出物体）までの距離が予め定めた上方設置物判定距離Ｄ２よりも長いかどうかを判定する（ｓ３１）。上方設置物判定距離Ｄ２は、上述した路面設置物判定距離Ｄ１よりも長い。制御部２は、この検出物体までの距離が上方設置物判定距離Ｄ２以下であれば、この物体を上方設置物と判定することなく本処理を終了する。

制御部２は、この検出物体までの距離が上方設置物判定距離Ｄ２よりも長ければ、前回の上走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度が、前回の下走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度の上方設置物判定係数倍（×α２）よりも大きいかどうかを判定する（ｓ３２）。制御部２は、前回の上走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度が、前回の下走査で得られた、この検出物体からの反射波の強度の上方設置物判定係数倍（×α２）よりも大きくないと判定すると、本処理を終了する。α２は、１以上の値が好ましい。

制御部２は、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、前回の下走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度の上方設置物判定係数倍（×α２）よりも大きいと判定すると、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度よりも大きいかどうかを判定する（ｓ３３）。制御部２は、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度以下であると判定すると、本処理を終了する。一方、制御部２は、前回の上走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度が、今回の基準走査で得られたこの検出物体からの反射波の強度よりも大きいと判定すると、この検出物体について、上方設置物判定フラグをセットし（ｓ３４）、本処理を終了する。ｓ３４では、検出物体を、上方設置物であると判定している。

このように、制御部２は、検出物体について、以下の（ｆ）〜（ｉ）の４つの条件が成立したときに、その検出物体を自車両の走行を妨げない上方設置物であると判定する。

（ｆ）停止物体である
（ｇ）自車両からの距離が予め定めた上方設置物判定距離Ｄ２よりも長い
（ｈ）前回の上走査で得られた反射波の強度が、前回の下走査で得られた反射波の強度の上方設置物判定係数倍（×α２）よりも大きい
（ｉ）前回の上走査で得られた反射波の強度が、今回の基準走査で得られた反射波の強度よりも大きい
ここで、自車両が上方設置物（頭上看板）の下を通過する場合のレーザ光の照射状況を図１３に示す。図１３に示すように、基本的には上走査において、レーザ光が上方設置物に照射されるが、レーザ光の広がりや道路勾配等の要因により、基準走査や下走査においてもレーザ光が上方設置物に照射されることがある。この場合の受光量分布例を図１４に示す。図１４に示すように、上走査で得られる受光量が、基準走査や下走査で得られる受光量に対し突出した大きさになる。このことから、上述の（ｈ）、（ｉ）の条件により、検出物体が上方設置物であるかどうかの判定が、受光量に基づいて判定できる。

なお、上述の（ｈ）における上方設置物判定係数α２は、上走査と、下走査とにおけるレーザ光の垂直方向の照射角度差や、レーザ光の垂直方向の拡がり角等に基づいて適当に設定すればよい。路面設置物判定係数α１と、上方設置物判定係数α２と、は同じ値であってもよいし、異なっていてもよい。例えば、α２は、α１と同じ１０程度に設定すればよい。

一方で、図１５に示すように、自車両がトラック等の背の高い停止車両に接近した場合に、上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量が、上述した図１４に示す状態になることがある。この場合に、この停止車両を、上方設置物であると誤判定をするのを防止するために、上述の（ｇ）の条件を設けている。図１５（Ａ）に示すように、トラック等の背の高い停止車両に接近したときには、上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量が図１４に示す状態になるが、図１５（Ｂ）に示すように、この停止車両に対してある程度離れた位置では、上走査、基準走査、および下走査で得られる受光量は、図１１に示す状態になる。これは、自車両がトラック等の背の高い停止車両に接近したときには、上走査で停止車両のリフレクタに照射されるレーザ光の光量が増大し、基準走査のレーザ光がリフレクタに照射されるからである。

上述のように、上方設置物判定距離Ｄ２にかかる条件（ｇ）を設けているので、図１５（Ａ）に示す状況で検出した検出物体が上方設置物であると誤判定されるのを防止でき、その結果、検出物体に対する上方設置物であるかどうかの判定精度を向上することができる。

なお、上方設置物判定距離Ｄ２は、下走査と、基準走査とにおけるレーザ光の垂直方向の照射角度差や、レーザ光の垂直方向の拡がり角等に基づいて適当に設定すればよく、例えばＤ２は５０ｍ程度に設定すればよい。

制御部２１は、今回の基準走査で検出した全ての検出物体について、ｓ５にかかる障害物判定処理を完了すると、その処理結果を車両制御部２１等に通知する（ｓ６）。車両制御部２１は、通知された処理結果に基づいて、自車両の走行制御を行う。

また、上記実施形態では、路面設置物判定処理において、上述した（ｃ）、（ｄ）にかかる判定を行うとしたが、この（ｃ）にかかる判定を無くしてもよい。また、（ｄ）にかかる判定を、前回の下走査で得られた反射波の強度が、今回の基準走査で得られた反射波の強度の所定倍（×α３、例えば、α３は、1.2程度）よりも大きいかどうかを判定する処理に置き換えてもよい。

同様に、上述の上方設置物判定処理における、上述した（ｈ）にかかる判定を無くしてもよい。また、（ｉ）にかかる判定を、前回の上走査で得られた反射波の強度が、今回の基準走査で得られた反射波の強度の所定倍（×α４、例えば、α４は、1.2程度）よりも大きいかどうかを判定する処理に置き換えてもよい。

また、停止体であることが確認できていない検出物体については、路面設置物判定処理や上方設置物判定処理を行わないので、無駄な判定処理の実行が抑えられ、装置本体の負荷を低減することができる。

上述した、実施形態では、上走査、下走査、基準走査の順番に繰り返した。これに限らず、上走査、基準走査、下走査、基準走査のような順番で繰り返し、基準走査を行う毎に、上述した障害物判定処理を実行する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、レーザ光を探査波として使用する装置を例にして本願発明を説明したが、本願発明は、探査波としてミリ波等の電波を使用する物体検出装置にも適用できる。例えば、ミリ波を機械的に走査し、走査した方向からの反射波があった場合に、ミリ波を出射した方向を物体検出方向とする構成の装置や、出射したミリ波の反射の位相差に基づいて、物体検出方向を算出する構成の装置にも、適用できる。探査波としてミリ波を使用する装置における検出物体までの距離の検出は、ミリ波を照射してから反射波を検出するまでの時刻差に基づいて行える。このように、本願発明は、出射した探査波を反射した物体が存在する方位、この物体までの距離、および反射波の強度を検出することができる構成の装置であれば、適用可能である。

レーダ装置の主要部の構成を示す図である。 走査部の構成を示す図である。 投光レンズと受光レンズの移動によるレーザ光の光路変化を説明する図である。 上走査、基準走査、下走査の繰り返しを説明する図である。 レーダ装置の動作を示すフローチャートである。 障害物判定処理を示すフローチャートである。 路面設置物判定処理を示すフローチャートである。 自車両が路面設置物の上を通過する場合のレーザ光の照射状況を示す図である。 上走査、基準走査、および下走査における、自車両が路面設置物の上を通過する場合の受光量を示す図である。 自車両が背の低い車両やリフレクタ設置位置の低い停止車両に接近する場合のレーザ光の照射状況を示す図である。 上走査。基準走査、および下走査における、先行車両からの反射波の受光量を示す図である。 上方設置物判定処理を示すフローチャートである。 自車両が上方設置物の下を通過する場合のレーザ光の照射状況を示す図である。 上走査、基準走査、および下走査における、自車両が上方設置物の下を通過する場合の受光量を示す図である。 自車両がトラック等の背の高い停止車両に接近する場合のレーザ光の照射状況を示す図である。

符号の説明

１−レーダ装置
２−制御部
３−ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）
４−ＬＤ駆動部
５−走査部
６−垂直走査位置検出部
７−水平走査位置検出部
８−ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）
９−受光部
１０−メモリ

Claims (4)

1. 車両に取り付け、この車両の前方に位置する物体を検出する物体検出装置において、
   前記車両の前方に探査波を照射する照射手段と、
   前記照射手段が照射した探査波の反射波を検出する検出手段と、
   前記照射手段が探査波を照射してから、前記検出手段で反射波を検出するまでの時間に基づいて、今回照射した探査波を反射した物体までの距離を演算する距離演算手段と、
   前記照射手段が照射する探査波の垂直方向における照射方向を、基準方向と、この基準方向よりも下向きの下向き方向と、の間で切り替える照射方向切替手段と、
   前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた路面設置物判定距離よりも短く、且つ、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記下向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、路面設置物と判定する物体判定手段と、を備えた物体検出装置であって、
   前記照射方向切替手段は、前記照射手段が照射する探査波の垂直方向における照射方向を、前記基準方向、および前記下向き方向に加えて、前記基準方向よりも上向きの上向き方向にも切り替え、
   前記物体判定手段は、前記距離演算手段で演算された距離が予め定めた上方設置物判定距離よりも長く、且つ、反射波の強度が、前記基準方向に照射したときよりも、前記上向き方向に照射したときのほうが大きい物体を、上方設置物と判定し、
   さらに、前記路面設置物判定距離は、前記上方設置物判定距離よりも短い、物体検出装置。
2. 前記物体判定手段は、前記下向き方向に照射したときの反射波の強度が、前記上向き方向に照射したときの反射波の強度の予め定めた路面設置物判定係数倍よりも大きくなければ、その物体を路面設置物と判定しない、請求項１に記載の物体検出装置。
3. 前記物体判定手段は、前記上向き方向に照射したときの反射波の強度が、前記下向き方向に照射したときの反射波の強度の予め定めた上方設置物判定係数倍よりも大きくなければ、その物体を上方設置物と判定しない、請求項１、または２に記載の物体検出装置。
4. 検出した物体が停止体であるかどうかを判定する停止体判定手段と、
   前記停止体判定手段が停止体であると判定しなかった物体については、前記物体判定手段での処理対象から除外する処理対象制限手段と、を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の物体検出装置。

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