JP5743661B2 - 車両用物体検出装置 - Google Patents

Description

この発明は車両用物体検出装置に関し、より具体的には電磁波を用いて検知された看板などの路側物の反射点の点群が他の路側物に乗り移ることで生じる物体の誤検出を防止するようにした装置に関する。

自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた反射点の点群に基づいて車両進行方向前方の歩行者などの横移動物体を検知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。その従来技術においては、物体の横移動速度と位置と大きさとを総合的に勘案して歩行者などか否か判断している。

特開２０００−２５１２００号公報

ところで、電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて物標を検知し、それから自車の進路に侵入／存在する物体を検出する場合、物体を構成する反射点の点群の乗り移りに起因して誤検出してしまうことがある。

即ち、図４に示す如く、自車の進路の外側に検知されていた看板などの物体からの反射波が途切れた場合、トラッキング処理によってポールなどの別の物体の反射波（別の物体を構成する反射点の点群）に結び付けられてしまうことが生じる。特に自車の進路の内側の反射波に結び付けられると、その看板などの物体があたかも自車の進路に侵入したかのように誤認してしまうことがある。その点で上記した特許文献１記載の技術では物体の横移動速度などを用いて検出しているため、そのような誤検出を防止することができなかった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、電磁波を用いて物体を検知する場合、路側に存在する物体が誤って自車の進路に侵入したと誤検知するのを防止するようにした車両用物体検出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、自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて物体Ａを検出する車両用物体検出装置において、自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物か否か判定する路側物判定手段と、前記自車進路推定手段によって推定された進路と路肩との境界線を設定する境界線設定手段と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物と判定されるとき、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線を越えて自車の進路に侵入したか否か判定する進路侵入判定手段と、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線を越えて前記進路に侵入したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定する障害物判定手段と、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線に対して自車の進路の反対側において前記境界線に向けて移動すると共に、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかの前記反射点の反射強度が低下したか否か判定する進路外判定手段とを備え、前記障害物判定手段は、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記進路に侵入したと判定されると共に、前記進路外判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線に向けて移動し、前記点群ａのいずれかの反射強度が低下したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定する如く構成した。

請求項２に係る車両用物体検出装置にあっては、前記境界線設定手段は、前記進路の側方に物体Ｂが検出されるとき、前記検出された物体Ｂを構成する点群ｂの重心位置を前記境界線と設定する如く構成した。

請求項１に係る車両用物体検出装置にあっては、自車の進路を推定し、検出された物体Ａが進路の側方に存在する路側物か否か判定し、推定された進路と路肩との境界線を設定し、検出された物体Ａが進路の側方に存在する路側物と判定されるとき、物体Ａを構成する反射点の点群ａのいずれかが境界線を越えて自車の進路に侵入したか否か判定し、反射点の点群ａのいずれかが境界線を越えて進路に侵入したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定し、物体Ａを構成する反射点の点群ａのいずれかが境界線に対して自車の進路の反対側において境界線に向けて移動すると共に、物体Ａを構成する点群ａのいずれかの反射点の反射強度が低下したか否か判定し、点群ａのいずれかが進路に侵入したと判定されると共に、点群ａのいずれかが境界線に向けて移動し、点群ａのいずれかの反射強度が低下したと判定されるとき、物体Ａを障害物と判定する如く構成したので、電磁波を用いて物体を検知する場合、路側（境界線付近）あるいはその外に存在する物体が誤って自車の進路に侵入したと誤検知するのを防止することができる。また、それによって不要な接触回避制御などを抑制することができる。

請求項２に係る車両用物体検出装置にあっては、進路の側方に物体Ｂが検出されるとき、検出された物体Ｂを構成する反射点の点群ｂの重心位置を境界線と設定する如く構成したので、境界線を適正かつ容易に設定することができ、路側（境界線付近）あるいはその外に存在する物体が誤って自車の進路に侵入したと誤検知するのを確実に防止することができる。

この発明の実施例に係る車両用物体検出装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す車両用物体検出装置の動作を示すフロー・チャートである。 図２フロー・チャートの処理を説明する説明図である。 図２フロー・チャートの処理が解決しようとする、物標の乗り移りに起因した物体の誤検出を具体的に示す説明図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係る車両用物体検出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出装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は車両（以下「自車」という）を示し、その前部には４気筒のエンジン（内燃機関。図１で「ＥＮＧ」と示す）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。自動変速機１４は前進５速、後進１速の有段式であり、エンジン１２の出力はそこ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を踏み込むと、その踏み込み力はマスタバック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。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）３８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、ＥＣＵ３８によって相互に独立して作動するように構成される。

また、前輪付近には操舵をアシストする電動モータ４０が配置されて操舵をアシストする。即ち、ステアリングシャフトなどから伝達されるステアリングホイールの回転運動をピニオンを介してラックの往復運動に変換し、タイロッド（図示せず）を介し前輪を転舵させる機構において、そのラック上に電動モータ４０が配置される。

電動モータ４０も駆動回路（図示せず）を介してＥＣＵ３８に接続される。ＥＣＵ３８は、障害物を操舵によって回避する必要があるとき、電動モータ４０を動作させて乗員（運転者）が操舵によって障害物を回避するのをアシストする。

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の進行方向に向けてレーザ光（電磁波（搬送波））を発射し、進行方向に存在する物体（先行車などの障害物）からのレーザ光の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、レーザ光を発射してから反射光を受信するまでの時間が測定されて物体までの相対距離が算出され、さらに相対距離を微分することで物体までの相対速度が求められる。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。

レーダ出力処理ＥＣＵ４４の出力は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３８に送られる。図示は省略するが、ＥＣＵ３８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。自車１０の重心位置付近にはヨーレートセンサ５４が配置され、自車１０の鉛直軸（ヨー軸）回りのヨーレート（回転角速度）に比例する出力を生じる。

また、エンジン１２のクランクシャフト（図示せず）の付近にはクランク角センサ６０が配置されてクランク角度を示すパルス信号を出力すると共に、吸気管（図示せず）には吸気管内絶対圧センサ６２が配置されて吸気管内絶対圧（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。スロットルバルブ（図示せず）の付近にはスロットル開度センサ６４が配置され、スロットル開度に応じた信号を出力する。

上記したセンサ群の出力も、ＥＣＵ３８に送出される。ＥＣＵ３８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の走行速度を示す車速を検出すると共に、クランク角センサ６０の出力をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出する。

さらに、自車１０にはナビゲーション装置７０が搭載される。ナビゲーション装置７０は、現在位置検出部７０ａと、ナビゲーション処理部７０ｂと、地図データ記憶部７０ｃと、入力部７０ｄと、表示部７０ｅからなる。

現在位置検出部７０ａは、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号などの測位信号を受信する測位信号受信部７０ａ１と、自車１０の水平面での向きや鉛直方向に対する傾斜角度などに応じた信号を出力するジャイロセンサ７０ａ２を備え、受信した測位信号あるいはジャイロセンサ７０ａ２と前記した車輪速センサ４６の出力に基づく自律航法に基づいて自車１０の現在位置を算出する。

地図データ記憶部７０ｃはＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体からなり、自車１０が走行する道路の幅員、交差点、右折レーンなどを含む地図（道路）データを記憶（格納）する。入力部７０ｄはスイッチ群やキーボードなどからなり、表示部７０ｅはディスプレイを備える。

ナビゲーション処理部７０ｂは、地図データ記憶部７０ｃに記憶される地図（道路）データにおいて現在位置検出部７０ａで得られる自車１０の現在位置、あるいは入力部７０ｄに入力される自車１０の位置などを表示部７０ｅに表示させる。

ナビゲーション処理部７０ｂとＥＣＵ３８は通信自在に接続され、ナビゲーション処理部７０ｂは自車１０が走行する位置を道路地図データ上に特定する情報をＥＣＵ３８に出力する。

図２は、図１に示す装置の動作を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０においてレーダ４２の検知情報を取り込む。即ち、図３に示す如く、自車（車両）１０の進行方向にレーダ４２から電磁波を経時的に送信し、進行方向に存在する全ての物体（物標）に反射させて得た反射点に基づいて物体を経時的に検知する。

レーダ４２の検知領域（符号４２ａで示す）では、図３に示す如く、物体は電磁波の反射点として捉えられる。その反射点を自車１０の進行方向（前後方向）とそれに直交する方向（左右方向）からなる、レーダ出力処理ＥＣＵ４４のメモリに設けられたスキャナデータ上の、２次元平面に投影した場合、物体の反射点は複数個互いに近い位置に連続して分布するため、物体は反射点の集合（点群）として検出される。

ここで、この発明の課題を再説すると、自車の進行方向にレーザ（電磁波）を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて物標を検知し、それから自車の進路に侵入／存在する物体を検出する場合、点群の乗り移りに起因して誤検出してしまうことがある。

図４を参照して説明すると、同図（ａ）に示すような自車１０の進路の外側（路側）の上方位置に看板などの上方物（物体Ａ）が存在する走行路を走行する場合、同図（ｂ）に示すように自車１０が物体Ａの遠方にあるときはレーザが当たるために反射波が戻ってくるが、同図（ｃ）に示すように物体Ａに接近すると、レーザが当たらないために反射波が戻ってこない。

このように、看板のような上方物は遠方では検出されるが、近場で検出が途切れるため、検知されていた物体Ａからの反射波が途切れたとき、トラッキング処理によって物体Ａの点群ａのいずれかが別の物体Ｂの反射波（物体Ｂを構成する反射点の点群ｂ）に結び付けられてしまうことがある。

特に、同図（ｄ）（ｅ）に示す如く、物体Ｂとしてポールなどの路側物が検出されているとき、物体Ａ（看板）が見えなくなることで物体Ａ（看板）の反射点の点群ａのいずれかが物体Ｂ（ポール）の反射点の点群ｂに乗り移ることがあり、その物体Ａがあたかも自車１０の進路に侵入したかのように誤認してしまうことがあることから、この発明はその不都合を解消することを課題とする。

図２フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１２に進み、車輪速センサ４６とヨーレートセンサ５４の出力から自車１０の車速とヨーレート（自車の運動状態）を検出し、検出された運動状態から自車１０の進路を推定する。尚、それに代え、ナビゲーション装置７０の地図データ記憶部７０ｃにアクセスして自車１０が現在走行している道路についての情報を取得しても良い。

次いでＳ１４に進み、レーダ４２の出力から検出された物体が推定された自車１０の進路の側方に存在するかどうか判断する。

図３（ａ）を参照して説明すると、検知された物体はスキャナデータ上の２次元平面上に反射点の点群で示されるが、そこには自車１０の進路（符号１０ａで示す）も表示される。従って、Ｓ１４の処理においては検出された物体が進路１０ａの側方に存在する路側物か否か判断する。

路側物は物体Ａ（看板）、物体Ｂ（ポール）の他、進路の側方に存在するガードレール、建物などのさまざまな物体を意味する。路側物は物体Ａ（看板）のように１個であっても良く、物体Ｂ（ポール）のように複数個であっても良い。

Ｓ１４で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１６に進み、路側（推定された自車１０の進路１０ａと路肩との境界線）１０ｂを設定する。この路側（境界線）１０ｂの設定は、図３（ａ）に示す如く、検出された物体の重心位置、具体的には進路の側方に進路に沿って検出される複数個の物体、図示例では物体Ａと自車１０との間に検知された物体Ｂ（ポール）の重心位置、より具体的には物体Ｂの複数の重心位置の中心（平均）とする。

尚、それに代え、路側１０ｂは、推定された自車１０の進路１０ａを中心として左に所定距離（例えば１．８ｍ）だけ離間した位置に設定しても良く、あるいはナビゲーション装置７０から取得された道路情報に基づいて設定しても良い。

次いでＳ１８に進み、路側１０ｂの外で検出された物体Ａ（看板）を構成する反射点の点群ａのいずれかが路側１０ｂに対して自車１０の進路１０ａの反対側１０ｃにおいて境界線１０ｂに向けて移動、即ち、物体Ｂ（ポール）を構成する反射点の点群ｂに向けて移動するか否か判断する。

Ｓ１８で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２０に進み、物体Ａ（看板）を構成する反射点の点群ａのいずれかの反射点の反射強度が低下したか否か判定する。即ち、自車１０の接近に伴ってレーダ４２の検知範囲から外れつつあるか否か判断する。換言すれば、Ｓ１８とＳ２０では、図３（ｂ）に示す如く、看板を構成する反射点の点群のいずれかがポールを構成する点群に乗り移ったか否か判断する。

Ｓ２０で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２２に進み、物体Ａを構成する反射点の点群ａのいずれかが路側１０ｂを越えて自車１０の進路１０ａに侵入したか否か判定する。図３（ｃ）（ｄ）にそれを示す。

図３（ｄ）に示す状態にあるときはＳ２２で否定されて以降の処理をスキップする一方、図３（ｃ）に示す状態にあるときは肯定されてＳ２４に進み、前記物体Ａを障害物と判定すると共に、接触回避支援制御を実行する。

即ち、図示しない別ルーチンにおいて自車１０の進路１０ａにおいて物体Ａと接触の可能性があるか否か判断され、接触の可能性があると判断されるとき、警報装置２２による警報（あるいはブレーキ油圧機構３２を介しての制動あるいは電動モータ４０を介しての操舵アシスト）などの接触回避支援制御が実行される。

この実施例は上記のように構成したので、レーダ４２を用いて物体を検知する場合、路側（境界線付近）１０ｂに存在する物体Ａが誤って自車１０の進路１０ａに侵入したと誤検知するのを防止でき、不要な接触回避制御などを抑制することができる。

以上の如く、この実施例にあっては、自車１０の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて物体Ａを検出する車両用物体検出装置において、自車１０の進路１０ａを推定する自車進路推定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１２）と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物か否か判定する路側物判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１４）と、前記自車進路推定手段によって推定された進路と路肩との境界線１０ｂを設定する境界線設定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１６）と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物と判定されるとき、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線を越えて自車の進路に侵入したか否か判定する進路侵入判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１８からＳ２２）と、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線１０ｂを越えて前記進路１０ａに侵入したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定する障害物判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ２４）とを備える如く構成したので、電磁波（レーダ４２）を用いて物体を検知する場合、路側（境界線付近）１０ｂあるいは反対側（外）１０ｃに存在する物体Ａが誤って自車１０の進路１０ａに侵入したと誤検知するのを防止することができる。また、それによって不要な接触回避制御などを抑制することができる。

また、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線１０ｂに対して自車１０の進路１０ａの反対側１０ｃにおいて前記境界線１０ｂに向けて移動すると共に、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかの前記反射点の反射強度が低下したか否か判定する進路外判定手段（ＥＣＵ３８，Ｓ１８，Ｓ２０）を備え、前記障害物判定手段は、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記進路に侵入したと判定されると共に、前記進路外判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線１０ｂに向けて移動し、前記点群ａのいずれかの反射強度が低下したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定する如く構成したので、路側（境界線付近）１０ｂあるいは反対側（外）１０ｃに存在する物体Ａが誤って自車１０の進路１０ａに侵入したと誤検知するのを一層確実に防止することができる。

また、前記境界線設定手段は、前記進路の側方に物体Ｂが検出されるとき、前記検出された物体Ｂを構成する点群ｂの重心位置、より具体的にはその中心を前記境界線１０ｂと設定する（Ｓ１６）如く構成したので、境界線１０ｂを適正かつ容易に設定することができ、よって路側（境界線付近）１０ｂあるいは反対側（外）１０ｃに存在する物体Ａが誤って自車１０の進路１０ａに侵入したと誤検知するのを確実に防止することができる。

尚、上記において、電磁波を送信する装置としてレーザレーダを開示したが、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 車両（自車）、１０ａ 進路、１０ｂ 路側（境界線）、１０ｃ 反対側、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、３８ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、４０ 電動モータ、４２ レーザレーダ、４４ レーダ出力処理ＥＣＵ、４６ 車輪速センサ、５０ ステアリングホイール、５２ 操舵角センサ、５４ ヨーレートセンサ、６０ クランク角センサ、６２ 吸気管内絶対圧センサ、６４ スロットル開度センサ、７０ ナビゲーション装置

Claims (2)

1. 自車の進行方向に電磁波を送信して得た反射点を２次元平面に投影して求めた点群に基づいて物体Ａを検出する車両用物体検出装置において、自車の進路を推定する自車進路推定手段と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物か否か判定する路側物判定手段と、前記自車進路推定手段によって推定された進路と路肩との境界線を設定する境界線設定手段と、前記検出された物体Ａが前記進路の側方に存在する路側物と判定されるとき、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線を越えて自車の進路に侵入したか否か判定する進路侵入判定手段と、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線を越えて前記進路に侵入したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定する障害物判定手段と、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかが前記境界線に対して自車の進路の反対側において前記境界線に向けて移動すると共に、前記物体Ａを構成する点群ａのいずれかの前記反射点の反射強度が低下したか否か判定する進路外判定手段とを備え、前記障害物判定手段は、前記進路侵入判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記進路に侵入したと判定されると共に、前記進路外判定手段によって前記点群ａのいずれかが前記境界線に向けて移動し、前記点群ａのいずれかの反射強度が低下したと判定されるとき、前記物体Ａを障害物と判定することを特徴とする車両用物体検出装置。
2. 前記境界線設定手段は、前記進路の側方に物体Ｂが検出されるとき、前記検出された物体Ｂを構成する点群ｂの重心位置を前記境界線と設定することを特徴とする請求項１記載の車両用物体検出装置。

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