JP5846472B2 - Vehicle object detection device - Google Patents

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Description

本発明は、追突事故などを防止するために車両の制御を行う運転支援装置に用いる物体検出装置に関する。   The present invention relates to an object detection device used in a driving support device that controls a vehicle in order to prevent a rear-end collision or the like.

特開平5−142337号公報には、3角波変調の連続の送信信号と、目標で反射された受信信号とのビート信号から目標に対する距離及び速度を求めるミリ波レーダ距離速度測定装置が記載されている。3角波変調の上昇側のビート信号の周波数と下降側のビート信号の周波数とが近いものを組み合わせることによって、目標までの距離と相対速度を求める。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-142337 discloses a millimeter wave radar distance and velocity measuring device that obtains a distance and velocity with respect to a target from a beat signal of a continuous transmission signal of triangular wave modulation and a reception signal reflected by the target. ing. The distance to the target and the relative speed are obtained by combining the frequencies of the rising beat signal and the falling beat signal in the triangular wave modulation.

特開平5−142337号公報JP-A-5-142337

衝突事故の防止のために車両の制御を行う運転支援装置においては、車両の接近情報等を検知するためにレーダセンサなどの自律の物体検出装置が使用されている。しかし、特開平5−142337号公報に記載のミリ波レーダ距離速度測定装置においては、検出範囲に路側壁などの構造物がある場合などでは多くの連続したピーク周波数が出現し、近接するピークの組み合わせに困難を伴う。ピーク周波数の組み合わせを間違えると正確な距離と速度が得られず、検出精度が低下し、目標(物体)を誤検出する可能性がある。また、検出した物体が車両か否かの特定が困難で認識精度が低い。   In a driving support device that controls a vehicle to prevent a collision accident, an autonomous object detection device such as a radar sensor is used to detect vehicle approach information and the like. However, in the millimeter wave radar distance and velocity measuring apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-142337, many continuous peak frequencies appear when there are structures such as roadside walls in the detection range. The combination is difficult. If the combination of peak frequencies is wrong, an accurate distance and speed cannot be obtained, the detection accuracy is lowered, and the target (object) may be erroneously detected. Moreover, it is difficult to specify whether the detected object is a vehicle, and the recognition accuracy is low.

そこで、本発明では、物体の検出精度の低下や誤検出が少なく、また物体の認識精度を向上できる車両の物体検出装置の提供を目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an object detection device for a vehicle that can reduce the detection accuracy and detection errors of an object and can improve the recognition accuracy of the object.

上記目的を達成すべく、本発明は、車両の物体検出装置であって、自車速検出手段と、物体検出手段と、物体情報演算手段と、他車情報取得手段と、自車位置センサと、他車情報演算手段と、判定手段と、を備える。自車速検出手段は、自車両の速度を検出する。物体検出手段は、自車両の進行方向の前方に存在する複数の物体を検知する。物体情報演算手段は、物体検知手段が検知した複数の物体と自車両との距離をそれぞれ演算する。他車情報取得手段は、他車両の位置を特定する他車位置情報と前記他車両の速度とを車車間通信又は路車間通信の少なくとも一方によって取得する。自車位置センサは、自車両の位置を特定する自車位置情報を、GPSを利用して取得する。他車情報演算手段は、他車情報取得手段が取得した他車位置情報と自車位置センサが取得した自車位置情報とから、他車両と自車両との距離を参照距離として演算する。判定手段は、物体検出手段が他車両を物体として検知したか否かを判定する。
物体検出手段は、周波数変調した電磁波を送信波として出射し、出射した送信波の反射波を受信することによって物体を検知し、検知した物体毎に、送信波と受信波とのビート信号を生成し、生成したビート信号を周波数解析することによって、ビート信号のピーク周波数を2つの周波数の組合せとして検出する。判定手段は、参照距離に相当するビート周波数Frを演算し、演算したビート周波数Frを中心に周波数Δfだけ増減したピーク周波数の組合せ(Fr±Δf)において、周波数Δfをゼロから増加させながら、上記ピーク周波数の組合せ(Fr±Δf)に対して所定範囲内に存在する上記検出されたピーク周波数の組合せを探索し、所定範囲内に上記検出されたピーク周波数の組合せが探索できた場合、物体検出手段が他車両を物体として検知したと判定する。物体情報演算手段は、物体検出手段が他車両を物体として検知したと判定手段が判定した場合、他車両と自車両との距離を、上記検出されたピーク周波数のうち判定手段が探索できたピーク周波数の組合せを用いて演算し、複数の物体のうち他車両を除く他の物体と自車両との距離を、上記検出されたピーク周波数から判定手段が探索できたピーク周波数の組合せを除いたピーク周波数を用いて演算する。
In order to achieve the above object, the present invention is an object detection device for a vehicle, comprising: a vehicle speed detection means, an object detection means, an object information calculation means, another vehicle information acquisition means, a vehicle position sensor, Other vehicle information calculation means and determination means. The own vehicle speed detecting means detects the speed of the own vehicle. The object detecting means detects a plurality of objects existing ahead of the traveling direction of the host vehicle. The object information calculation means calculates the distances between the plurality of objects detected by the object detection means and the host vehicle. The other vehicle information acquisition means acquires the other vehicle position information specifying the position of the other vehicle and the speed of the other vehicle by at least one of inter-vehicle communication or road-to-vehicle communication. The own vehicle position sensor acquires the own vehicle position information for specifying the position of the own vehicle using GPS . The other vehicle information calculation means calculates the distance between the other vehicle and the own vehicle as a reference distance from the other vehicle position information acquired by the other vehicle information acquisition means and the own vehicle position information acquired by the own vehicle position sensor . The determining means determines whether or not the object detecting means has detected another vehicle as an object.
The object detection means emits a frequency-modulated electromagnetic wave as a transmission wave, detects an object by receiving a reflected wave of the emitted transmission wave, and generates a beat signal of the transmission wave and the reception wave for each detected object Then, by analyzing the frequency of the generated beat signal, the peak frequency of the beat signal is detected as a combination of two frequencies . The determination means calculates the beat frequency Fr corresponding to the reference distance , and increases the frequency Δf from zero in the peak frequency combination (Fr ± Δf) that is increased or decreased by the frequency Δf around the calculated beat frequency Fr. When the combination of the detected peak frequencies within the predetermined range is searched for the combination of peak frequencies (Fr ± Δf) and the combination of the detected peak frequencies within the predetermined range can be searched , object detection It is determined that the means has detected another vehicle as an object. When the determination unit determines that the object detection unit has detected the other vehicle as an object, the object information calculation unit is configured to search for the distance between the other vehicle and the host vehicle from among the detected peak frequencies. A peak calculated by using a combination of frequencies , and excluding a combination of a plurality of objects other than the other vehicle and the own vehicle from the detected peak frequency and a combination of the peak frequencies that can be searched by the determination unit Calculate using the frequency.

他車情報取得手段は、他車両の位置を、車車間通信や路車間通信の規格化された通信手段によって取得するので、規格に沿った装置の設計が可能となり開発コストの低減や開発期間の短縮が可能となる。

Other vehicle information acquisition means, the position of the other vehicle, since acquired by standardized communication means of the vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication, development costs becomes possible to design a device along the standard reduction and development period Shortening is possible.

本発明によれば、車両の物体検出装置の検出精度の低下を防止し、誤検出を減少させることができ、物体の認識精度を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the detection accuracy of the object detection apparatus of a vehicle can be prevented, false detection can be reduced, and the recognition accuracy of an object can be improved.

本発明の物体検出装置を用いた運転支援装置を搭載した車両の要部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the principal part of the vehicle carrying the driving assistance apparatus using the object detection apparatus of this invention. 図1のミリ波レーダセンサの物体検知状況を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the object detection condition of the millimeter wave radar sensor of FIG. ミリ波レーダセンサの送信波及び反射波の波形図である。It is a wave form diagram of a transmission wave and a reflected wave of a millimeter wave radar sensor. 1つの物体を検知した場合の周波数解析の結果を表す図である。It is a figure showing the result of the frequency analysis at the time of detecting one object. 複数の物体を検知した場合の周波数解析の結果を表す図である。It is a figure showing the result of a frequency analysis at the time of detecting a plurality of objects. 参照距離と参照周波数とを用いてピーク周波数を探索する方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the method of searching a peak frequency using a reference distance and a reference frequency.

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は本発明の物体検出装置を使った運転支援装置を搭載した車両の要部を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態に係わる車両1は、ミリ波レーダセンサ(物体検出手段)4と、自車位置センサ(自車位置検出手段)5と、自車速センサ(自車速検出手段)6と、通信装置(他車情報取得手段)7と、警報装置8と、ブレーキアクチュエータ9と、CPU10とを備える。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a vehicle equipped with a driving support device using the object detection device of the present invention. As shown in FIG. 1, a vehicle 1 according to this embodiment includes a millimeter wave radar sensor (object detection means) 4, a host vehicle position sensor (own vehicle position detection means) 5, and a host vehicle speed sensor (own vehicle speed detection means). ) 6, a communication device (other vehicle information acquisition means) 7, an alarm device 8, a brake actuator 9, and a CPU 10.

ミリ波レーダセンサ4は、3角波の周波数変調を施したミリ波帯域の連続した電磁波(FM−CW)である送信波を、車両1の前端部から進行方向の所定角度の範囲内に向けて一定時間ごとに発射し、車両1の前方に存在する物体2からの反射波である受信波を受信し物体2を検知する(図2参照)。続いて、送信波と受信波とをミキシングすることによってビート信号を生成し、生成したビート信号を高速フーリエ変換(FFT)によって周波数解析する。   The millimeter wave radar sensor 4 directs a transmission wave, which is a continuous electromagnetic wave (FM-CW) in a millimeter wave band subjected to frequency modulation of a triangular wave, within a predetermined angle range from the front end of the vehicle 1 in the traveling direction. Are emitted at regular intervals, receive a received wave that is a reflected wave from the object 2 existing in front of the vehicle 1, and detect the object 2 (see FIG. 2). Subsequently, the beat signal is generated by mixing the transmission wave and the reception wave, and the generated beat signal is subjected to frequency analysis by fast Fourier transform (FFT).

ここで、物体2からの受信波は、送信波に対して、物体2と車両1との距離Lを往復することによる時間遅延があるので(図3参照)、ビート信号を周波数解析することによって、3角波による周波数変調の上昇区間(アップ側)及び下降区間(ダウン側)のビート信号には、距離Lに対応するビート周波数Flにピークをもつピーク周波数Fu(アップ側)、Fd(ダウン側)がそれぞれ生じる。   Here, since the reception wave from the object 2 has a time delay due to reciprocating the distance L between the object 2 and the vehicle 1 with respect to the transmission wave (see FIG. 3), the frequency analysis of the beat signal is performed. The beat signals in the rising section (up side) and the falling section (down side) of the frequency modulation by the triangular wave have peak frequencies Fu (up side) and Fd (down side) having a peak at the beat frequency Fl corresponding to the distance L. Side) occurs.

Fu=Fd=Fl ・・・(1)
Fl=k1・L (k1:定数) ・・・ (2)
Fu = Fd = Fl (1)
Fl = k1 · L (k1: constant) (2)

また、物体2と車両1との間に相対速度Vがある場合には、ドップラー効果による周波数シフト(ドップラシフト)が反射波に発生するため(図3参照)、アップ側のビート信号のピーク周波数Fuは、相対速度がゼロの場合のビート周波数Flから、相対速度Vに対応したビート周波数Fvだけ周波数が減少する。ダウン側のビート信号のピーク周波数Fdは、相対速度がゼロの場合のビート周波数Flから、相対速度Vに対応したビート周波数Fvだけ周波数が増加する(図4参照)。すなわち、
Fu=Fl−Fv ・・・ (3)
Fd=Fl+Fv ・・・ (4)
Fv=k2・V (k2:定数) ・・・ (5)
Further, when there is a relative velocity V between the object 2 and the vehicle 1, a frequency shift (Doppler shift) due to the Doppler effect occurs in the reflected wave (see FIG. 3), and therefore the peak frequency of the up-side beat signal The frequency of Fu decreases from the beat frequency Fl when the relative speed is zero by the beat frequency Fv corresponding to the relative speed V. The peak frequency Fd of the beat signal on the down side increases from the beat frequency Fl when the relative speed is zero by the beat frequency Fv corresponding to the relative speed V (see FIG. 4). That is,
Fu = Fl−Fv (3)
Fd = Fl + Fv (4)
Fv = k2 · V (k2: constant) (5)

検知された物体2が複数である場合は、アップ側及びダウン側のビート信号には、物体2の数に対応した複数のピーク周波数Fu、Fdがそれぞれ発生する。図5には、3個の物体2が検知された場合を示す。アップ側及びダウン側のビート信号には、それぞれFu1〜Fu3、Fd1〜Fd3のピーク周波数が発生している。
ミリ波レーダセンサ4は、これら複数のアップ側のピーク周波数Fu及びダウン側のピーク周波数Fdを検出し、CPU10へ出力する。
When there are a plurality of detected objects 2, a plurality of peak frequencies Fu and Fd corresponding to the number of the objects 2 are generated in the up-side and down-side beat signals, respectively. FIG. 5 shows a case where three objects 2 are detected. Peak frequencies of Fu1 to Fu3 and Fd1 to Fd3 are generated in the beat signals on the up side and the down side, respectively.
The millimeter wave radar sensor 4 detects the plurality of up-side peak frequencies Fu and the down-side peak frequency Fd and outputs them to the CPU 10.

自車位置センサは、GPS(Global Positioning System)を利用して車両1の位置を所定時間毎に取得し、CPU10へ出力する。   The own vehicle position sensor acquires the position of the vehicle 1 at predetermined time intervals using a GPS (Global Positioning System) and outputs the position to the CPU 10.

自車速センサ6は、車両1の車速を所定時間毎に検出し、CPU10へ出力する。   The own vehicle speed sensor 6 detects the vehicle speed of the vehicle 1 every predetermined time and outputs it to the CPU 10.

通信装置7は、車車間通信又は路車間通信の少なくとも一方の通信方法によって、他車両3が発信する他車両3の位置及び車速を所定時間毎に取得し、CPU10へ出力する。   The communication device 7 acquires the position and vehicle speed of the other vehicle 3 transmitted from the other vehicle 3 at predetermined time intervals and outputs the same to the CPU 10 by at least one communication method of vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication.

図1のブロック図に示すように、CPU10には、他車情報演算処理部(他車情報演算手段)11と、判定処理部(判定手段)12、物体情報演算処理部(物体情報演算手段)13と、衝突防止制御部14とが設けられる。CPU10は、運転支援装置のスイッチ(図示せず)がオンになると、所定の時間毎にこれらの処理を実行する。   As shown in the block diagram of FIG. 1, the CPU 10 includes another vehicle information calculation processing unit (other vehicle information calculation means) 11, a determination processing unit (determination means) 12, and an object information calculation processing unit (object information calculation means). 13 and a collision prevention control unit 14 are provided. When a switch (not shown) of the driving support device is turned on, the CPU 10 executes these processes every predetermined time.

他車情報演算処理部11は、通信装置7から入力された他車両3の位置及び速度と、自車位置センサ5から入力された車両1の位置及び自車速センサ6から入力された車両1の速度とを取得して、他車両3と車両1との距離である参照距離Lrと、他車両3と車両1との相対速度である参照相対速度Vrとを演算する。
The other vehicle information calculation processing unit 11 receives the position and speed of the other vehicle 3 input from the communication device 7, the position of the vehicle 1 input from the own vehicle position sensor 5, and the vehicle 1 input from the own vehicle speed sensor 6. The speed is acquired, and a reference distance Lr that is a distance between the other vehicle 3 and the vehicle 1 and a reference relative speed Vr that is a relative speed between the other vehicle 3 and the vehicle 1 are calculated.

判定処理部12は、他車情報演算処理部11によって車両1との参照距離Lr及び参照相対速度Vrが演算された他車両3を、ミリ波レーダセンサ4が検知したか否かを判定する。すなわち、判定処理部12は、まず、他車情報演算処理部11によって演算された参照距離Lr及び参照相対速度Vrを式(2)、式(5)に代入し、式(3)、式(4)を使って、参照距離Lr及び参照相対速度Vrに相当する参照ピーク周波数であるアップ側のビート信号のピーク周波数Fur及びダウン側のビート信号のピーク周波数Fdrを算出する。   The determination processing unit 12 determines whether the millimeter wave radar sensor 4 has detected the other vehicle 3 for which the reference distance Lr to the vehicle 1 and the reference relative speed Vr have been calculated by the other vehicle information calculation processing unit 11. That is, the determination processing unit 12 first substitutes the reference distance Lr and the reference relative speed Vr calculated by the other vehicle information calculation processing unit 11 into the equations (2) and (5), and the equations (3) and ( 4), the peak frequency Fur of the up-side beat signal and the peak frequency Fdr of the down-side beat signal, which are reference peak frequencies corresponding to the reference distance Lr and the reference relative velocity Vr, are calculated.

Fur=k1・Lr−k2・Vr ・・・ (6)
Fdr=k1・Lr+k2・Vr ・・・ (7)
Fur = k1, Lr-k2, Vr (6)
Fdr = k1 · Lr + k2 · Vr (7)

次に判定処理部12は、図6に示すように、ミリ波レーダセンサ4によって検出された複数の物体2についてのアップ側の複数のピーク周波数の中に、Furとの差が所定範囲内にある物体2のピーク周波数Fuの有無を探索する。同様にダウン側のピーク周波数の中にFdrとの差が所定範囲内にあるピーク周波数Fdの有無を探索する。図6に示す例では、検知された3個の物体2のピーク周波数Fu1〜Fu3,Fd1〜Fd3のうち、Fu2とFd2のピーク周波数のペアが参照ピーク周波数Fur及びFdrに相当するピーク周波数として探索される。ピーク周波数Fu及びFdのペアを探索できた場合には、判定処理部12は、ピーク周波数FuとFdとに対応する物体2が、他車両3であると判定する。ピーク周波数の中に、Fur及びFdrとの差が所定範囲内にあるピーク周波数のペアを探索できなかった場合は、ミリ波レーダセンサ4が、参照距離Lr及び参照相対速度Vrを有する他車両3を検知できなかったことが考えられる。例えば、大型車両の前方を小型車両が走行していてミリ波レーダセンサ4からの送信波が届きにくい場合などが考えられる。   Next, as shown in FIG. 6, the determination processing unit 12 determines that the difference from the Fur is within a predetermined range among the plurality of up-side peak frequencies for the plurality of objects 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4. The presence / absence of the peak frequency Fu of a certain object 2 is searched. Similarly, a search is made for the presence or absence of a peak frequency Fd whose difference from Fdr is within a predetermined range among the peak frequencies on the down side. In the example shown in FIG. 6, a pair of peak frequencies Fu2 and Fd2 among the detected peak frequencies Fu1 to Fu3 and Fd1 to Fd3 is searched as a peak frequency corresponding to the reference peak frequencies Fur and Fdr. Is done. When the pair of peak frequencies Fu and Fd can be searched, the determination processing unit 12 determines that the object 2 corresponding to the peak frequencies Fu and Fd is the other vehicle 3. When the peak frequency pair whose difference from Fur and Fdr is within the predetermined range cannot be searched for in the peak frequency, the millimeter wave radar sensor 4 detects the other vehicle 3 having the reference distance Lr and the reference relative velocity Vr. It is conceivable that it was not detected. For example, there may be a case where a small vehicle is traveling in front of a large vehicle and a transmission wave from the millimeter wave radar sensor 4 is difficult to reach.

物体情報演算処理部13は、ミリ波レーダセンサ4によって検出された複数の物体2についてのアップ側のピーク周波数Fuとダウン側のピーク周波数Fdとを組み合わせることによって、それぞれ物体2と車両1との距離L及び相対速度Vを演算する。具体的には、まず、判定処理部12によって、他車両3であると判定された物体2については、参照ピーク周波数Fur及びFdrとの差が所定範囲内にあったピーク周波数FuとFdとを組み合わせる。図6に示す例では、Fu2とFd2とを組み合わせる。他車両3であると判定された物体2が複数存在する場合は、複数のピーク周波数の組み合わせをつくる。次に、他車両3であると判定された物体2を除く物体2(他の物体)については、ピーク周波数の中から、参照ピーク周波数Fur及びFdrとの差が所定範囲内にあったピーク周波数FuとFdとの組み合わせを除いた残りのピーク周波数を使って、物体2と車両1との距離L及び相対速度Vに相当するアップ側のピーク周波数Fuとダウン側のピーク周波数Fdとを組み合わせる。図6に示す例では、Fu2とFd2との組み合わせを除いた、Fu1,Fu3及びFd1,Fd3を使って組み合わせる。続いて、組み合わせたピーク周波数FuとFdとを式(8)及び式(9)に代入し、検知された全ての物体2と車両1との距離L及び相対速度Vを演算する。   The object information calculation processing unit 13 combines the up-side peak frequency Fu and the down-side peak frequency Fd of the plurality of objects 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4, thereby obtaining the object 2 and the vehicle 1 respectively. The distance L and the relative speed V are calculated. Specifically, first, for the object 2 determined to be the other vehicle 3 by the determination processing unit 12, the peak frequencies Fu and Fd whose difference from the reference peak frequencies Fur and Fdr are within a predetermined range are obtained. combine. In the example shown in FIG. 6, Fu2 and Fd2 are combined. When there are a plurality of objects 2 determined to be other vehicles 3, a combination of a plurality of peak frequencies is created. Next, for the object 2 (other object) excluding the object 2 determined to be the other vehicle 3, the peak frequency at which the difference between the reference peak frequencies Fur and Fdr is within a predetermined range from the peak frequency. Using the remaining peak frequencies excluding the combination of Fu and Fd, the up-side peak frequency Fu and the down-side peak frequency Fd corresponding to the distance L and the relative speed V between the object 2 and the vehicle 1 are combined. In the example shown in FIG. 6, combinations are made using Fu1, Fu3 and Fd1, Fd3, excluding the combination of Fu2 and Fd2. Subsequently, the combined peak frequencies Fu and Fd are substituted into the equations (8) and (9), and the distance L and the relative speed V between all the detected objects 2 and the vehicle 1 are calculated.

L=(Fd+Fu)/2k1 ・・・ (8)
V=(Fd−Fu)/2k2 ・・・ (9)
L = (Fd + Fu) / 2k1 (8)
V = (Fd−Fu) / 2k2 (9)

また、判定処理部12において、未検知の他車両3があった場合には、未検知の他車両3についての参照距離Lr及び参照相対速度Vrを物体2の演算結果に加える。   Further, in the determination processing unit 12, when there is an undetected other vehicle 3, the reference distance Lr and the reference relative speed Vr for the undetected other vehicle 3 are added to the calculation result of the object 2.

衝突防止制御部14は、物体情報演算処理部13によって演算された物体2と車両1との距離Lを相対速度Vで除することによって求められる衝突余裕時間TTC(Time to Collision)を演算する。TTCが最も短い物体2について、TTCが第1の所定時間(例えば3秒)以下になった場合は、警報装置8に出力して運転者に注意を喚起する。更にTTCが第2の所定時間(例えば0.8秒)以下になった場合は、ブレーキアクチュエータ9を操作して車両1を減速し物体2との衝突を回避する。   The collision prevention control unit 14 calculates a collision margin time TTC (Time to Collision) obtained by dividing the distance L between the object 2 and the vehicle 1 calculated by the object information calculation processing unit 13 by the relative speed V. For the object 2 with the shortest TTC, when the TTC falls below a first predetermined time (for example, 3 seconds), it is output to the alarm device 8 to alert the driver. Further, when the TTC becomes equal to or shorter than a second predetermined time (for example, 0.8 seconds), the brake actuator 9 is operated to decelerate the vehicle 1 and avoid a collision with the object 2.

本実施形態では、ミリ波レーダセンサ4が検出した複数の物体2のピーク周波数の中から、他車両3と車両1との参照距離Lr及び参照相対速度Vrに相当する参照ピーク周波数Fur及びFdrに相当するピーク周波数を探索できた場合には、ピーク周波数に対応する物体2が他車両3であると判定する。従って、ミリ波レーダセンサ4によって検知された物体2が他車両3であることが確実に認識できる。また、路側などにおける停止車両が存在する場合は、ミリ波レーダセンサ4によって静止している物体2として検知されるが、停止車両が位置情報を発信している場合には、検知された静止物体が、路側の構造物等ではない他車両3であることが認識できる。   In the present embodiment, the reference peak frequencies Fur and Fdr corresponding to the reference distance Lr and the reference relative speed Vr between the other vehicle 3 and the vehicle 1 are selected from the peak frequencies of the plurality of objects 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4. When the corresponding peak frequency can be searched, it is determined that the object 2 corresponding to the peak frequency is the other vehicle 3. Therefore, it can be surely recognized that the object 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4 is the other vehicle 3. When there is a stopped vehicle on the roadside or the like, it is detected as a stationary object 2 by the millimeter wave radar sensor 4, but when the stopped vehicle is transmitting position information, the detected stationary object is detected. However, it can be recognized that the vehicle 3 is not a roadside structure or the like.

また、参照ピーク周波数Fur及びFdrに相当するピーク周波数を探索できた場合には、物体情報演算処理部13では、参照ピーク周波数に相当するピーク周波数の組み合わせを除くピーク周波数Fu及びFdから、他車両3と判定された物体2を除く他の物体2の距離L及び相対距離Vを演算する。従って、図6に示す例のように、演算に用いるピーク周波数の数が削減されるので、演算の確度が向上し、誤ったピーク周波数を組み合わせることによる検出精度の低下や、誤検出が防止できる。   In addition, when the peak frequency corresponding to the reference peak frequencies Fur and Fdr can be searched, the object information calculation processing unit 13 determines the other vehicle from the peak frequencies Fu and Fd excluding the combination of the peak frequencies corresponding to the reference peak frequency. The distance L and the relative distance V of other objects 2 excluding the object 2 determined to be 3 are calculated. Therefore, as in the example shown in FIG. 6, the number of peak frequencies used for the calculation is reduced, so that the accuracy of the calculation is improved, and a reduction in detection accuracy and an erroneous detection can be prevented by combining erroneous peak frequencies. .

また、参照距離Lr及び参照相対速度Vrに相当するピーク周波数を探索できない場合、すなわちミリ波レーダセンサ4が他車両3と判定される物体2を検知できなかった場合であっても、他車情報演算処理部11で求めた他車両3と車両1の参照距離Lr及び参照相対速度Vrの情報が取得できるので、他車両3についての未検知が減少する。   Even when the peak frequency corresponding to the reference distance Lr and the reference relative velocity Vr cannot be searched, that is, even when the millimeter wave radar sensor 4 cannot detect the object 2 determined as the other vehicle 3, the other vehicle information Since the information of the reference distance Lr and the reference relative speed Vr between the other vehicle 3 and the vehicle 1 obtained by the arithmetic processing unit 11 can be acquired, undetected about the other vehicle 3 is reduced.

また、他車情報演算処理部11によって得られる他車両3と車両1との参照距離Lr及び参照相対速度Vrは、GPS測位による位置情報及び車両センサ等の速度情報に基づいているので比較的精度が高い。従って、ミリ波レーダセンサ4によって検出された物体2と車両1との距離L及び相対速度Vを、他車両3と判定された物体2については参照距離Lr及び参照相対速度Vrを測定値として使用し、また、他の物体2についは、参照距離Lr及び参照相対速度Vrを基準値として他の物体2と車両1との距離L及び相対速度Vの演算値を補正して測定値とすることにより、ミリ波レーダセンサ4の測定値の精度を向上させることができる。   Further, the reference distance Lr and the reference relative speed Vr between the other vehicle 3 and the vehicle 1 obtained by the other vehicle information calculation processing unit 11 are based on position information obtained by GPS positioning and speed information such as a vehicle sensor. Is expensive. Accordingly, the distance L and the relative speed V between the object 2 and the vehicle 1 detected by the millimeter wave radar sensor 4 are used as the measurement values for the object 2 determined as the other vehicle 3. In addition, for the other object 2, the calculated values of the distance L and the relative speed V between the other object 2 and the vehicle 1 are corrected to be measured values using the reference distance Lr and the reference relative speed Vr as reference values. Thus, the accuracy of the measurement value of the millimeter wave radar sensor 4 can be improved.

このように、本実施形態によれば、ミリ波レーダセンサ4によって検知される物体2の認識精度や測定精度が向上し、誤検出や未検出が減少するので、誤った物体情報によって引き起こされる運転支援装置の誤警報や誤作動を低減することができる。   Thus, according to the present embodiment, the recognition accuracy and measurement accuracy of the object 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4 are improved, and false detection and non-detection are reduced, so that driving caused by erroneous object information is performed. False alarms and malfunctions of the support device can be reduced.

また、判定処理部12は、他車両3と車両1との距離Lr及び参照相対速度Vrに相当する参照ピーク周波数Fur及びFdrを演算し、ミリ波レーダセンサ4によって検出されたピーク周波数Fu及びFdと直接的に比較する。従って、参照ピーク周波数に相当する物体2のピーク周波数の探索が容易となり、物体情報演算処理部13の演算負荷が低減する。   The determination processing unit 12 calculates reference peak frequencies Fur and Fdr corresponding to the distance Lr between the other vehicle 3 and the vehicle 1 and the reference relative speed Vr, and the peak frequencies Fu and Fd detected by the millimeter wave radar sensor 4. Compare directly with. Therefore, it becomes easy to search for the peak frequency of the object 2 corresponding to the reference peak frequency, and the calculation load of the object information calculation processing unit 13 is reduced.

また、他車両3の位置及び速度の情報を、車車間通信又は路車間通信の規格化された通信方法によって取得するので、通信装置7を規格に沿って設計することができる。従って、開発コストの低減や開発期間の短縮をすることができる。   Moreover, since the information of the position and speed of the other vehicle 3 is acquired by the standardized communication method of vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication, the communication device 7 can be designed according to the standard. Therefore, the development cost can be reduced and the development period can be shortened.

なお、他車情報演算処理部11は、自車位置センサ5から得られる車両1の位置と、通信装置7から得られる他車両3の位置に基づき、他車両3と車両1との参照距離Lrのみを演算し、判定処理部12は、ミリ波レーダセンサ4が検出したピーク周波数から、参照距離Lrに相当するピーク周波数Furを探索して、検知した物体2が他車両3であるか否かを判定してもよい。この場合は、参照相対速度Vrは未知であるので、式(2)から参照距離Lrに相当するビート周波数Frを演算し、Frを中心にして未知の参照相対速度に相当する周波数Δfだけ増減したFr−ΔfとFr+Δfのピーク周波数の組み合わせを作る。次にΔfをゼロから増加させながら、Fr±Δfに対して所定範囲内に存在するミリ波レーダセンサ4が検出した物体2のピーク周波数の組み合わせを探索する。所定範囲内に物体2のピーク周波数の組み合わせが探索できた場合は、そのピーク周波数に対応する物体2は他車両3であることが判定できる。   The other vehicle information calculation processing unit 11 is based on the position of the vehicle 1 obtained from the own vehicle position sensor 5 and the position of the other vehicle 3 obtained from the communication device 7, and the reference distance Lr between the other vehicle 3 and the vehicle 1. The determination processing unit 12 searches the peak frequency Fur corresponding to the reference distance Lr from the peak frequency detected by the millimeter wave radar sensor 4 and determines whether the detected object 2 is the other vehicle 3 or not. May be determined. In this case, since the reference relative speed Vr is unknown, the beat frequency Fr corresponding to the reference distance Lr is calculated from the equation (2), and the frequency Δf corresponding to the unknown reference relative speed is increased or decreased around Fr. A combination of peak frequencies of Fr−Δf and Fr + Δf is made. Next, while increasing Δf from zero, a combination of peak frequencies of the object 2 detected by the millimeter wave radar sensor 4 existing within a predetermined range with respect to Fr ± Δf is searched. When a combination of peak frequencies of the object 2 can be searched within the predetermined range, it can be determined that the object 2 corresponding to the peak frequency is the other vehicle 3.

また、物体情報演算処理部13は、演算した物体2についての距離L及び相対速度Vを時系列データとして記憶し、今回検出した物体2についてのピーク周波数FuとFdとの組み合わせの際に用いてもよい。前回以前の時系列データに記憶されている物体2の距離及び相対速度を使って、今回検出した物体2の距離及び相対速度を推定し、参照することにより、ピーク周波数Fu、Fdのより正確な組み合わせが可能となる。   In addition, the object information calculation processing unit 13 stores the calculated distance L and relative speed V for the object 2 as time series data, and uses it in the combination of the peak frequencies Fu and Fd for the object 2 detected this time. Also good. Using the distance and relative speed of the object 2 stored in the time series data before the previous time, the distance and relative speed of the object 2 detected this time are estimated and referred to, so that the peak frequencies Fu and Fd are more accurate. Combinations are possible.

また、物体検出手段は、本実施形態のミリ波レーダに限定されず、例えば、カメラ等によって物体2を撮像し、公知の3角法等によって物体2までの距離を検出する画像センサ等であってもよい。すなわち、判定処理部12は、画像センサによって検出された複数の物体2と車両1との距離L及び相対速度Vの少なくとも一方と、他車情報演算処理部11によって演算された他車両3と車両1との参照距離Lr及び参照相対速度Vrの少なくとも一方とを比較することによって、参照距離Lrに対応する物体2を他車両3であると判定することができる。従って、判定された物体2が他車両3であることを確実に認識することができる。また、参照距離Lrを判定された物体2の距離Lの測定値として使用するとともに、他の物体2の距離Lについては、参照距離Lrを基準値として補正して測定値とすることにより、画像センサの測定値の精度を向上させることができる。   The object detection means is not limited to the millimeter wave radar of the present embodiment, and may be, for example, an image sensor that images the object 2 with a camera or the like and detects the distance to the object 2 by a known triangle method or the like. May be. That is, the determination processing unit 12 includes at least one of the distance L and the relative speed V between the plurality of objects 2 and the vehicle 1 detected by the image sensor, the other vehicle 3 and the vehicle calculated by the other vehicle information calculation processing unit 11. 1 is compared with at least one of the reference distance Lr and the reference relative speed Vr, the object 2 corresponding to the reference distance Lr can be determined to be the other vehicle 3. Therefore, it can be surely recognized that the determined object 2 is the other vehicle 3. Further, the reference distance Lr is used as a measured value of the determined distance L of the object 2, and the distance L of the other object 2 is corrected by using the reference distance Lr as a reference value to obtain a measured value. The accuracy of the measured value of the sensor can be improved.

また、本実施形態では、1つのCPU10が物体2の検出と衝突防止制御処理とを実行しているが、物体2の検出を実行する処理装置と衝突防止制御を実行する処理装置とを、異なる別のユニットとして構成してもよい。従って、衝突防止制御処理を実行する装置を備えた既存の車両1に対しては、物体2の検出を実行する装置(ユニット)を追加して設置すればよく、このような既存の車両1に対して、本発明を容易に適用することができる。   In the present embodiment, one CPU 10 executes the detection of the object 2 and the collision prevention control process. However, the processing device that executes the detection of the object 2 is different from the processing device that executes the collision prevention control. You may comprise as another unit. Therefore, a device (unit) that performs detection of the object 2 may be added to the existing vehicle 1 that includes a device that executes the collision prevention control process. On the other hand, the present invention can be easily applied.

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。   As mentioned above, although the embodiment to which the invention made by the present inventor is applied has been described, the present invention is not limited by the discussion and the drawings that form part of the disclosure of the present invention according to this embodiment. That is, it is needless to say that other embodiments, examples, operation techniques, and the like made by those skilled in the art based on this embodiment are all included in the scope of the present invention.

本発明は、車両の運転支援装置に広く適用可能である。   The present invention is widely applicable to vehicle driving support devices.

1 車両
2 物体
3 他車両
4 ミリ波レーダセンサ
5 自車位置センサ
6 自車速センサ
7 通信装置
10 CPU
11 他車情報演算処理部
12 判定処理部
13 物体情報演算処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2 Object 3 Other vehicle 4 Millimeter wave radar sensor 5 Own vehicle position sensor 6 Own vehicle speed sensor 7 Communication apparatus 10 CPU
11 Other vehicle information calculation processing unit 12 Determination processing unit 13 Object information calculation processing unit

Claims (1)

自車両の速度を検出する自車速検出手段と、
前記自車両の進行方向の前方に存在する複数の物体を検知する物体検出手段と、
前記物体検出手段が検知した前記複数の物体と前記自車両との距離をそれぞれ演算する物体情報演算手段と、
他車両の位置を特定する他車位置情報と前記他車両の速度とを車車間通信又は路車間通信の少なくとも一方によって取得する他車情報取得手段と、
前記自車両の位置を特定する自車位置情報を、GPSを利用して取得する自車位置センサと、
前記他車情報取得手段が取得した他車位置情報と前記自車位置センサが取得した自車位置情報とから、前記他車両と前記自車両との距離を参照距離として演算する他車情報演算手段と、
前記物体検出手段が前記他車両を前記物体として検知したか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記物体検出手段は、周波数変調した電磁波を送信波として出射し、出射した送信波の反射波を受信することによって物体を検知し、検知した物体毎に、前記送信波と前記受信波とのビート信号を生成し、生成したビート信号を周波数解析することによって、前記ビート信号のピーク周波数を2つの周波数の組合せとして検出し、
前記判定手段は、前記参照距離に相当するビート周波数Frを演算し、演算したビート周波数Frを中心に周波数Δfだけ増減したピーク周波数の組合せ(Fr±Δf)において、当該周波数Δfをゼロから増加させながら、当該ピーク周波数の組合せ(Fr±Δf)に対して所定範囲内に存在する前記検出されたピーク周波数の組合せを探索し、前記所定範囲内に前記検出されたピーク周波数の組合せが探索できた場合、前記物体検出手段が前記他車両を前記物体として検知したと判定し、
前記物体情報演算手段は、前記物体検出手段が前記他車両を前記物体として検知したと前記判定手段が判定した場合、前記他車両と前記自車両との距離を、前記検出されたピーク周波数のうち前記判定手段が探索できたピーク周波数の組合せを用いて演算し、前記複数の物体のうち前記他車両を除く他の物体と前記自車両との距離を、前記検出されたピーク周波数から前記判定手段が探索できたピーク周波数の組合せを除いたピーク周波数を用いて演算する
ことを特徴とする車両の物体検出装置。
Own vehicle speed detecting means for detecting the speed of the own vehicle;
Object detection means for detecting a plurality of objects present ahead of the traveling direction of the host vehicle;
Object information calculation means for calculating distances between the plurality of objects detected by the object detection means and the host vehicle;
Other vehicle information acquisition means for acquiring other vehicle position information for specifying the position of another vehicle and the speed of the other vehicle by at least one of vehicle-to-vehicle communication or road-to-vehicle communication;
A vehicle position sensor for acquiring the vehicle position information for specifying the position of the vehicle by using GPS ;
Other vehicle information calculation means for calculating the distance between the other vehicle and the own vehicle as a reference distance from the other vehicle position information acquired by the other vehicle information acquisition means and the own vehicle position information acquired by the own vehicle position sensor. When,
Determination means for determining whether or not the object detection means has detected the other vehicle as the object,
The object detecting means emits a frequency-modulated electromagnetic wave as a transmission wave, detects an object by receiving a reflected wave of the emitted transmission wave, and beats the transmission wave and the reception wave for each detected object. By generating a signal and analyzing the frequency of the generated beat signal, the peak frequency of the beat signal is detected as a combination of two frequencies ,
The determination means calculates a beat frequency Fr corresponding to the reference distance , and increases the frequency Δf from zero in a combination of peak frequencies (Fr ± Δf) increased or decreased by a frequency Δf around the calculated beat frequency Fr. However, the combination of the detected peak frequencies within the predetermined range was searched for the combination of the peak frequencies (Fr ± Δf), and the combination of the detected peak frequencies within the predetermined range could be searched. In the case, it is determined that the object detection means has detected the other vehicle as the object,
The object information calculation means, when the determination means determines that the object detection means has detected the other vehicle as the object, determines the distance between the other vehicle and the own vehicle among the detected peak frequencies. the determination means calculates a combination of peak frequency was searched, the distance between the host vehicle and other objects, except the other vehicles of the plurality of objects, the determination means from the detected peak frequency There object detection device for a vehicle, characterized by calculation using the peak frequency excluding the combination of peak frequency can explore.
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