JP5949467B2

JP5949467B2 - 監視装置

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Publication number: JP5949467B2
Application number: JP2012244450A
Authority: JP
Inventors: 巧長谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2012-11-06
Publication date: 2016-07-06
Anticipated expiration: 2032-11-06
Also published as: WO2014073428A1; JP2014093028A

Description

本発明は、自車両周辺に存在する物体を検出する監視装置に関する。

従来、レーザーレーダやカメラ等により自車両周辺を走行する車両や道路脇の壁等の物体を検出し、検出結果に基づき運転支援を行うことが知られている。しかしながら、道路上に漂う霧や前方車両からの排気ガス等、通常、ドライバが避けようとする障害物ではない空間に浮遊する浮遊物が物体として検出されてしまい、適切な運転支援を行うことができない場合があった。

これに対し、特許文献１に記載の物体検出装置は、ステレオカメラ等のセンサを用いて横方向に並ぶ画素ブロック単位で自車両から自車両前方に存在する他の物体までの距離を検出する。そして、該距離に基づき、自車両を上方から見た平面図上に画素ブロック毎に他の物体の位置に点をプロットし、近接する各点をグループ化することで物体を検出すると共に、物体毎に、対応する各点に係る距離の平均偏差と、隣接する点に係る距離の差分の絶対値の平均値（距離差平均）を算出する。さらに、平均偏差が閾値より大きく、且つ、距離差平均が閾値より大きい物体は（換言すれば、物体に対応する各点に係る距離がばらついており、且つ、距離の変化が急激である場合は）、該物体は浮遊物であるとみなす。

特許第４９５６３７４号公報

このような構成によれば、検出された物体が排気ガス等の浮遊物か否かを精度良く判定することができる。しかしながら、分解能が低いセンサ（例えば、分解能の低いステレオカメラ又はレーダ波等のセンサ）を用いた場合には、画素ブロックが粗くなり、距離を検出する間隔が大きくなってしまう。そのため、センサの分解能が低いことに起因して、画素ブロック単位の領域の数を多く確保することができないため、平均偏差や距離差平均を算出して同様の判定を行ったとしても、各点の距離の変化が急激であるかどうかを見分けることができない。したがって、分解能が低いセンサを用いた場合等には、そもそも物体が浮遊物を含んでいるのか否かといったことも精度良く判別することができなくなるおそれがある。

本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、分解能が低いセンサを用いた場合であっても、検出された物体が浮遊物を含むか否かを精度良く判定することができる監視装置を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みてなされた請求項１に係る監視装置は、周期的に到来する探査タイミングで、複数の単位領域から構成される探査範囲に探査波を照射すると共に、該探査範囲を構成するそれぞれの単位領域から該探査波の反射波を受信し、該単位領域に対応して、自車両から該探査波の反射点までの距離を計測する計測手段と、計測手段により計測されたそれぞれの単位領域に対応する距離に基づき、複数の単位領域を跨いで存在する物体を検出する検出手段と、を備える。

また、検出手段により検出された物体のサイズを算出するサイズ算出手段と、連続する複数の探査タイミングにおいて同一の物体が検出されると、これらの探査タイミングにおいて算出された該物体のサイズと、これらの探査タイミングの時間間隔とに基づき、単位時間あたりの該サイズの変化率を算出する変化率算出手段と、変化率算出手段により算出された物体についての変化率に基づき、該物体が浮遊物を含むか否かを判定する判定手段と、を備える。

既に述べたように、このような監視装置によれば自車両周辺の物体を検出することができるが、ドライバが避けようとする障害物ではない排気ガスや霧等、空間を漂う微粒子の集まり（浮遊物）が物体として検出される可能性もある。ここで、このような浮遊物を構成する微粒子は風等の影響で容易に移動し易く、一箇所に留まっていないため、固形の物体とは異なり反射点の位置が安定しないと考えられる。このため、浮遊物が検出された場合、時間の経過と共に該浮遊物の形状が変化すると考えられる。

そこで、請求項１に係る監視装置は、検出された物体のサイズの変化率に基づき、該物体が浮遊物を含むか否かを判定する。
こうすることにより、探査範囲を構成する単位領域の数に関らず、検出された物体が浮遊物を含むか否かを判定することができる。したがって、監視装置の分解能が低く、単位領域の数を多く確保することができない場合であっても、検出された物体が浮遊物を含むか否かを精度良く判定することができる。

また、上記監視装置は、物体のサイズの変化率に基づき該物体が浮遊物を含むか否かの判定を行う構成であるため、特許文献１のように、物体の反射点の平均偏差や、隣接する各反射点同士の距離差平均を算出する場合に比べ、大幅に処理負荷を低減させることができる。

また、仮に、物体の反射点の平均偏差や、隣接する反射点同士の距離差平均の時間的変化を考慮して上記判定を行うとした場合、探査タイミング毎に平均偏差を記憶すると共に、隣接する反射点の各組合せに対応して距離差平均を記憶する必要がある。その結果、必要なメモリ容量や処理負荷が膨大なものとなってしまう。

これに対し、請求項１に係る監視装置は、各探査タイミングで物体のサイズのみを記憶しておけば良く、必要なメモリ容量や処理負荷を抑えつつ、精度良く検出された物体が浮遊物を含むか否かの判定を行うことができる。

また、検出された物体のサイズを、該物体が存在する単位領域に対応して計測された反射点の距離や、これらの単位領域の数及び該単位領域の単位角度（扇状に形成された単位領域の中心角）等に基づき算出することが考えられる。しかしながら、分解能が低く、単位領域の数が少ない場合には、単位領域の数及び該単位領域の単位角度に基づき該物体のサイズを精度良く算出することが困難になると考えられる。

そこで、請求項２に係る監視装置は、計測手段は、予め定められた地点から扇状に広がる探査範囲に探査波を照射すると共に、探査範囲の中心角を分割することで得られた単位角度を中心角とする扇状の領域を単位領域として、それぞれの単位領域に対応する距離を計測し、サイズ算出手段は、さらに、検出手段により検出された物体が存在する単位領域に対応する距離に基づき、該物体の横幅と奥行きを算出し、該奥行きと該横幅との比をサイズとして算出する。

こうすることにより、分解能が低い場合であっても、物体の奥行き及び横幅の変動を考慮して、検出された物体のサイズを精度良く算出することができ、ひいては、該物体が浮遊物であるか否かを精度良く判定することが可能となる。

また、請求項７に記載の監視装置は、複数の単位領域の各々に対し探査波を送受信することによって、当該探査波の反射点までの距離を検知する距離検知手段と、反射点までの距離に基づき、当該反射点をクラスタリングして得られる物体の形状の単位時間当たりの変化率を算出する変化率算出手段と、当該変化率算出手段で得られる変化率に基づき、該物体の浮遊物を含むか否かを判定する判定手段とを備える。

このような構成を有する場合であっても、同様の理由により、監視装置の分解能が低く、単位領域の数を多く確保することができなくても、検出された物体が浮遊物を含むか否かを精度良く判定することができる。

監視装置の構成を示すブロック図である。監視装置が搭載された車両や、監視装置による探査範囲を示す説明図である。監視装置のレーダ部の構成を示すブロック図である。監視装置が他の車両を検出した際のレーダ波の反射点を示す説明図である。監視装置が他の車両と浮遊物とを検出した際のレーダ波の反射点を示す説明図である。判定処理についてのフローチャートである。対象物体の横幅の算出方法の一例を示す説明図である。対象物体の横幅の算出方法の一例を示す説明図である。対象物体の横幅の算出方法の一例を示す説明図である。対象物体の横幅の算出方法の一例を示す説明図である。検出された物体のサイズの変化率の算出方法についての説明図である。検出された物体のサイズの変化率の算出方法についての説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

［構成の説明］
図１は、レーダ波等を用いて予め設定された探査範囲内に存在する物体を検出すると共に、車内ＬＡＮ（図示無し）を介して、自車両に搭載された他の運転支援装置に物体の検出結果を提供する本実施形態の監視装置１の構成を示すブロック図である。

監視装置１は、レーダ部２と、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶装置として構成された記憶部３と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成され、自装置を統括制御する制御部４等を備える。

レーダ部２は、レーダ波（レーザ光，電波，超音波等）を照射し、その反射波を受信することにより、自車両前方の探査範囲５０内に存在する物体を検出するよう構成されており、自車両１００の前端に取り付けられる（図２参照）。レーダ部２は、周期的（例えば１００ｍｓ周期）に到来する探査タイミング毎にレーダ波を送受信することで、探査範囲５０に存在する物体との距離を表す測距データを制御部４に供給する。

なお、探査範囲５０は、レーダ波を照射する起点から自車両前方に向かって扇状に広がっており、また、以後、探査範囲５０の中心角を７個に分割して得られた単位角度を中心角とする扇状の領域を単位領域５１〜５７とする。

ここで、図３には、レーダ部２の構成を示すブロック図が記載されている。レーダ部２は、探査タイミング信号ＳＴに従ってパルス状のレーザ光（送信波）を探査範囲５０に照射する発光部１０と、レーザ光を反射した物体からの反射光（反射波）を受光して受光強度に応じた電気信号（受信信号）Ｒ１〜Ｒ７に変換する受光部２０とを備える。

また、レーダ部２は、発光部１０に供給する探査タイミング信号ＳＴを生成する測距部３０を備える。この測距部３０は、受光部２０から供給される受信信号Ｒ１〜Ｒ７に基づいて、探査範囲５０を構成する各単位領域５１〜５７毎にレーザ光を反射した物体についての測距データ（距離，速度等）を生成し、制御部４に供給する。

発光部１０は、探査タイミング信号ＳＴに従ってレーザ光を発生させるレーザダイオード等からなる発光素子１１や、レーザ光が探査範囲５０に照射されるように発光素子１１から放射されたレーザ光の照射範囲を調整するコリメートレンズ１２等を備える。

また、受光部２０は、探査範囲５０から到来する反射光を集光する集光レンズ２１や、集光レンズ２１を介して受光した反射光の強度に応じた電圧値を有する電気信号を発生させる複数（本実施形態では７個）の受光素子からなる受光素子群２２等を備える。また、受光部２０は、受光素子群２２を構成する各受光素子の受光信号を個別に増幅するために、受光素子毎に設けられた複数の増幅回路からなる増幅回路群２３等を備える。

なお、受光素子群２２を構成する受光素子は、車幅方向（水平方向）に沿って一列に配置され、それぞれが、探査範囲５０を構成する単位領域５１〜５７のいずれかから到来する反射光を受光するように配置されている。

以下では、受光素子，増幅回路からなる組みを受光チャンネルＣＨ１〜ＣＨ７と称する。つまり、各受光チャンネルＣＨｉ（ｉ＝１〜７）から出力される増幅された信号が受信信号Ｒｉとなる。

測距部３０は、探査タイミング信号ＳＴを発生させる制御回路３１と、受信信号Ｒ１〜Ｒ７毎に設けられた複数の測距回路からなる測距回路群３２を備えている。測距回路群３２は、各受信信号Ｒｉおよび探査タイミング信号ＳＴに基づいてレーダ波が物体との間を往復するのに要した時間を計測し、その計測結果から求めた物体までの距離と、対応する単位領域（即ち、物体が存在する方位）とを関連付けた測距データを生成する。そして、生成した測距データを制御部４に提供する。

［動作の説明］
次に、本実施形態の監視装置１の動作について説明する。既に述べたように、監視装置１は、レーダ波の照射により自車両前方に存在する他の車両等の物体を障害物として検出し、検出結果を他の運転支援装置に提供する。しかしながら、自車両前方の空間に、排気ガスや霧等といった空間を漂う微粒子の集まり（浮遊物）が存在する場合、これが障害物として検出されてしまう場合があり、その結果、運転支援装置で適切な運転支援を行うことができなくなってしまう。

ここで、各単位領域に対応して計測された距離は、自車両から該単位領域におけるレーダ波の反射点までの距離を示している。そして、例えば、探査範囲５０内に車両１１０等の固形の物体が存在する場合、監視装置１において把握される車両１１０の複数の反射点２００の相対的な位置関係（形状）は、常に略一定に保たれると考えられる（図４参照）。

一方、例えば、車両１１０と共に排ガス等の浮遊物１２０が検出された場合、該浮遊物１２０を構成する微粒子は風等の影響で容易に移動し易く、一箇所に留まっていないため、固形の物体とは異なり反射点の位置が安定せず時間と共に変化する可能性がある。このため、監視装置１において把握される車両１１０と浮遊物１２０を含む複数の反射点２１０の形状は、時間と共に変化すると考えられる（図５参照）。

そこで、本実施形態の監視装置１は、検出された物体の形状の時間的変化を計測することで、該物体が浮遊物を含むか否かを判定する。
以下では、レーダ波を用いて検出された物体が浮遊物か否かを判定する判定処理について、図６に記載のフローチャートを用いて説明する。なお、本処理は、探査タイミングの到来後、制御部４が測距回路群３２から全単位領域５１〜５７に対応する測距データを取得した際に開始される。

Ｓ３００では、制御部４は、測距データに基づき各単位領域５１〜５７に対応して計測された距離を特定し、Ｓ３０５に処理を移行する。
Ｓ３０５では、制御部４は、各単位領域５１〜５７に対応して計測された距離に基づき周知のクラスタリング処理（グループ化）を行うことで、探査範囲５０に存在する物体を検出する。そして、制御部４は、該物体の位置等を算出すると共に、周知のトラッキング処理を行うことで、今回の探査タイミングで検出された物体と、先の探査タイミングにおいて検出された物体とを同一物体として対応付け、Ｓ３１０に処理を移行する。

Ｓ３１０では、制御部４は、検出された物体のうち、複数の単位領域に跨って存在する物体（対象物体）の横幅を算出し、Ｓ３１５に処理を移行する。
具体的には、例えば、図７に記載されているように、制御部４は、対象物体が存在する単位領域のうち、車両進行方向に向かって左端に位置するものと、右端に位置するものを特定しても良い（一例として、図７中では、単位領域５１が左端に位置し、単位領域５７が右端に位置する）。

また、制御部４は、左端の単位領域５１の中心角を２等分する線である中心線５１ａ上に反射点が存在するとみなしても良い。そして、レーダ波の照射起点から反射点までの距離ｄ１と、中心線５１ａと基準線（レーダ波の照射起点から車両進行方向に延びる線）とがなす角度に基づき、自車両と該反射点との間の車両進行方向の距離ｌ１を算出しても良い。さらに、自車両から距離ｌ１を隔てて基準線に直交する線と、左端の単位領域５１における左側の境界線との交点である左端点５１ｂを、対象物体の左端として特定しても良い。

また、右端の単位領域５７についても、制御部４は、中心線５７ａ上に反射点が存在するとみなし、レーダ波の照射起点から反射点までの距離ｄ２と、中心線５７ａと基準線とがなす角度に基づき、自車両と該反射点との間の車両進行方向の距離ｌ２を算出しても良い。そして、自車両から距離ｌ２を隔てて基準線に直交する線と、右端の単位領域５７における右側の境界線との交点である右端点５７ｂを、対象物体の右端として特定しても良い。

さらに、制御部４は、各単位領域の中心角（固定値）等に基づき、基準線と左端の単位領域５１の左側の境界線とがなす左端角度θ１と、基準線と右端の単位領域５７の右側の境界線とがなす右端角度θ２とを算出しても良い。そして、距離ｌ１と左端角度θ１とに基づき、左端点５１ｂと基準線との間の距離ｗ１（ｌ１×ｔａｎθ１）を算出すると共に、距離ｌ２と右端角度θ２とに基づき、右端点５７ｂと基準線との間の距離ｗ２（ｌ２×ｔａｎθ２）を算出し、距離ｗ１，ｗ２の和を、対象物体の横幅として算出しても良い。

また、例えば、図８に記載されているように、一例として単位領域５１〜５７に対象物体が存在する場合であれば、制御部４は、対象物体が存在する左端の単位領域５１について、反射点が中心線５１ａ上に存在するとみなし、同様にして、自車両から反射点までの車両進行方向の距離ｌ１を算出しても良い。

そして、制御部４は、自車両から距離ｌ１を隔てて基準線に直交する線と、左端の単位領域５１における左右の境界線との交点を特定すると共に、これらの交点間の距離である幅ｗ１を算出しても良い。

さらに、制御部４は、対象物体が存在する他の単位領域５２〜５７についても、同様にして自車両から反射点までの車両進行方向の距離を算出すると共に、自車両から該距離を隔てて基準線に直交する線と、左右の境界線との交点を特定し、該交点間の距離である幅ｗ２〜ｗ７を算出しても良い。そして、各単位領域について算出した幅ｗ１〜ｗ７の総和を、対象物体の横幅として算出しても良い。

また、例えば、単位領域５１〜５７に対象物体が存在する場合であれば、制御部４は、各単位領域について、同様にして、反射点が中心線上に存在するとみなし、自車両から反射点までの車両進行方向の距離ｌ１〜ｌ７を算出しても良い。そして、距離ｌ１〜ｌ７の平均値ｌａｖｅを算出しても良い。

そして、図９に記載されているように、制御部４は、自車両から距離ｌａｖｅを隔てて基準線に直交する線と、対象物体が存在する左端の単位領域５１における左側の境界線との交点である左端点５１ｂを、対象物体の左端として特定しても良い。また、該直交する線と、対象物体が存在する右端の単位領域５７における右側の境界線との交点である右端点５７ｂを、対象物体の右端として特定しても良い。

さらに、制御部４は、各単位領域の中心角等に基づき、基準線と、左端の単位領域５１の左側の境界線とがなす左端角度θ１を算出すると共に、基準線と、右端の単位領域５７の右側の境界線とがなす右端角度θ２とを算出しても良い。

そして、制御部４は、距離ｌａｖｅと左端角度θ１とに基づき、左端点５１ｂと基準線との間の距離ｗ１（ｌａｖｅ×ｔａｎθ１）を算出しても良い。また、距離ｌａｖｅと右端角度θ２とに基づき、右端点５７ｂと基準線との間の距離ｗ２（ｌａｖｅ×ｔａｎθ２）を算出し、これらの距離ｗ１，ｗ２の和を、対象物体の横幅として算出しても良い。

また、例えば、図１０に記載されているように、単位領域５１〜５７に対象物体が存在する場合であれば、制御部４は、各単位領域５１〜５７について、同様にして、自車両と反射点との間の車両進行方向の距離ｌ１〜ｌ７の平均値ｌａｖｅを算出しても良い。

そして、制御部４は、各単位領域５１〜５７について、自車両から距離ｌａｖｅを隔てて基準線に直交する線と、該単位領域の左右の境界線との交点を算出すると共に、これらの交点間の距離である幅を算出しても良い。さらに、各単位領域５１〜５７について算出された幅ｗ１〜ｗ７の総和を算出し、該総和を、対象物体の横幅としても良い。

Ｓ３１５では、制御部４は、対象物体が存在する各単位領域に対応して計測された距離から該対象物体の奥行きとして算出し、Ｓ３２０に処理を移行する。
具体的には、例えば、対象物体の単位領域に対応する距離の最大値及び最小値を算出し、この差分を奥行きとして算出してもよい。また、最大値及び最小値にマージン値を加算或いは減算等し、その差分を奥行きとして算出してもよい。

また、これ以外にも、対象物体の単位領域に対応する距離の、例えば２番目に大きい値及び２番目に小さい値の差分を奥行きとして算出してもよい。また、単位領域に対応する距離を、値の大きい距離の集合と値の小さい距離の集合と、例えば半分に分割し、各集合の平均値の差分を奥行きとして算出してもよい。

Ｓ３２０では、制御部４は、対象物体について、奥行きを横幅で除算した値をサイズとして算出すると共に、対象物体のサイズと、今回の探査タイミングを示す情報とを対応付けた状態でＲＡＭに保存し、Ｓ３２５に処理を移行する。

Ｓ３２５では、制御部４は、先の探査タイミングに対応して算出された対象物体のサイズに基づき、単位時間あたりの対象物体のサイズの変化率を算出する。そして、制御部４は、算出した変化率が予め定められた条件を満たす場合には（Ｓ３３０：Ｙｅｓ）、対象物体が浮遊物を含む（全部または一部が浮遊物により構成されている）とみなし（Ｓ３３５）、その旨をＲＡＭに保存した後に本処理を終了する。一方、算出した変化率が所定条件を満たさない場合には（Ｓ３３０：Ｎｏ）、制御部４は、本処理を終了する。

ここで、対象物体が浮遊物を含むか否かの判定方法（Ｓ３２５〜Ｓ３３０の処理）の具体例について説明する。
浮遊物を構成する微粒子がどのような物質であるかによって、該微粒子の移動速度等が異なるものとなるため、浮遊物のサイズの変化の態様は異なると考えられる。そして、浮遊物のサイズが短時間に小刻みに変動する場合に、長時間にわたるサイズの変化率を算出しても、算出結果に浮遊物のサイズの変動が十分に反映されないおそれがある。また、これとは逆に、浮遊物のサイズがゆっくりと変動する場合に、短時間にわたるサイズの変化率を算出した場合にも、算出結果に浮遊物のサイズの変動が十分に反映されないおそれがある。

そこで、例えば、異なる時間間隔で最新の探査タイミングにかけての対象物体のサイズの変化率を複数算出し、これらの変化率のうち、後述する予め定められた閾値を越えるものが所定数に達した場合に、対象物体が浮遊物により構成されているとみなしても良い。

より詳しく説明すると、８周期前の探査タイミングから同一の対象物体が検出されている場合であれば、最新の探査タイミングにおけるサイズと１周期前の探査タイミングにおけるサイズの差分を、これらの探査タイミングの時間間隔で除算した値を、変化率として算出する。さらに、最新の探査タイミングと、２周期前，４周期前，８周期前の各探査タイミングとの組合せについても、同様にして変化率を算出する（図１１参照）。

また、対象物体として車両が検出されることが想定されるが、該車両が右左折する際やカーブを走行する際等には、該対象物体のサイズとして算出された値が変化すると考えられる。そこで、対象物体として単体で（浮遊物を含むこと無く）検出された車両について想定されるサイズの変化率を、車両の運動モデル等に基づくシミュレーションや実験等により予め算出し、該サイズの変化率に基づき閾値を設定する。そして、各変化率が該閾値を越えるか否かを判定し、該閾値を越える変化率が一例として２個以上であった場合には、対象物体が浮遊物を含むとみなしても良い。

こうすることにより、異なる長さの時間にわたる対象物体のサイズの変化率に基づき、該対象物体が浮遊物から構成されているか否かの判定がなされる。したがって、浮遊物を構成する微粒子がどのような物質であったとしても、対象物体（浮遊物）のサイズの変化率を適切に算出することができ、対象物体が浮遊物を含むか否かの判定を精度良く行うことができる。

無論、変化率の算出に係る探査タイミングは上述したものに限定されることは無く、最新の探査タイミングと、例えば、１０周期前，２０周期前，４０周期前，８０周期前の各探査タイミングとの組合せを対象として、同様にして判定を行っても良い。このような場合であっても、同様の効果を得ることができる。

また、これ以外にも、直近の複数の探査タイミングについて、それぞれ、直前の探査タイミングからの対象物体のサイズの変化率を算出し、該変化率の総和が該閾値を越える場合には、対象物体が浮遊物を含むとみなしても良い。

より詳しく説明すると、４周期前の探査タイミングから同一の対象物体が検出されている場合であれば、最新の探査タイミングにおけるサイズと１周期前の探査タイミングにおけるサイズの差分の絶対値を、探査タイミングの周期で除算した値を変化率として算出する。さらに、１周期前と２周期前の探査タイミング，２周期前と３周期前の探査タイミング，３周期前と４周期前の探査タイミングにおいても同様にして変化率を算出する（図１２参照）。

そして、これらの変化率の総和が一例として１を越える場合には、対象物体が浮遊物により構成されているとみなしても良い。
こうすることにより、対象物体のサイズが累積的にどの程度変化したかにより、対象物体が浮遊物により構成されるか否かを判定することができる。このため、対象物体（浮遊物）のサイズが短時間に小刻みに変動する場合や、該サイズが長い時間をかけてゆっくりと変動する場合であっても、サイズがどの程度変化したかを適切に把握することができる。したがって、浮遊物を構成する微粒子がどのような物質であったとしても、対象物体が浮遊物を含むか否かの判定を精度良く行うことができる。

また、この他にも、同一の対象物体が検出された直近の３以上の探査タイミングについて、時間間隔が同一である２つの探査タイミングの組合せを複数抽出すると共に、各組合せについて、該組合せにおける各探査タイミングにおける対象物体の変化率を算出しても良い。そして、各組合せの変化率の総和を算出し、該総和に基づき該対象物体が浮遊物を含むか否かの判定を行っても良い。

より具体的には、連続して到来する複数の探査タイミングについて、所定周期前（例えば１０周期前）の探査タイミングからの対象物体の変化率を算出し、これらの変化率の総和に基づき上記判定を行っても良い。

また、これ以外にも、所定周期毎（例えば１０周期毎）に到来する探査タイミングを特定探査タイミングとし、直近の所定回数分の特定探査タイミングについて、前回の特定探査タイミングからの対象物体の変化率を算出しても良い。そして、これらの変化率の総和に基づき上記判定を行っても良い。

こうすることにより、より長い時間を基準とした対象物体の変化率の累積的変化を把握することができ、浮遊物を構成する微粒子がどのような物質であったとしても、対象物体が浮遊物を含むか否かの判定を精度良く行うことができる。

［効果］
本実施形態の監視装置１によれば、検出された物体のサイズ（奥行き／横幅）の変化率に基づき、該物体が浮遊物を含むか否かが判定される。このため、探査範囲５０を構成する単位領域の数に関らず、検出された物体が浮遊物を含むか否かを判定することができる。したがって、レーダ部２の分解能が低く、単位領域の数を多く確保することができない場合であっても、検出された物体が浮遊物を含むか否かを精度良く判定することができる。その結果、特に先行車両との距離が重要視される先行車追従制御装置や先行車衝突警報（または衝突回避制御）装置などの運転支援装置で、より適切に運転支援を行うことが可能となる。

［他の実施形態］
（１）本実施形態の監視装置１は、レーダ波を用いて自車両１００の前方の探査範囲５０に存在する物体を検出する構成となっている。しかしながら、これに限定されること無く、自車両の側方や後方に存在する物体を検出する構成としても良く、このような場合であっても、同様の判定処理を行うことで、検出された物体が浮遊物を含むか否かを精度良く判定することができる。

また、本実施形態では、監視装置１のレーダ部２は、扇状の探査範囲５０にレーダ波を照射する構成となっていると共に、探査範囲５０は、中心角が同一である７個の扇状の単位領域から構成されている。しかしながら、言うまでも無く、単位領域の数が異なる場合や、単位領域の単位角度が各々異なる場合等であっても同様の効果を得ることができると共に、さらに、探査範囲や単位領域の形状が異なる場合であっても、同様の効果を得ることができる。

（２）本実施形態の判定処理では、検出された対象物体の奥行きを該物体の横幅で除算した値を該物体のサイズとして算出し、該サイズの変化率に基づき該対象物体が浮遊物を含むか否かを判定している。

しかしながら、単に、対象物体の奥行き又は横幅をサイズとして算出しても良く、このような場合でも、同様の効果を得ることができる。ただし、対象物体の奥行きを該物体の横幅で除算した値を該物体のサイズとして算出した方が、様々な物体の形状の変化に対応でき、より判定の精度が向上するので好ましい（例えば、図５の物体の形状２１０では、横幅のサイズだけでは形状の変化が捉えられない）。

また、本実施形態の判定処理において、例えば、各単位領域に対応して計測された距離に基づき、自車両の前後方向と、該前後方向に直交する水平な左右方向とから構成される座標系における対象物体の反射点の座標を算出しても良い。そして、左右方向の両端に相当する位置する反射点の座標に基づき対象物体の左右方向の長さを算出し、これを横幅とすると共に、前後方向の両端に相当する位置する反射点の座標に基づき対象物体の前後方向の長さを算出し、これを奥行きとしても良い。

このようにして算出された対象物体の奥行き，横幅や、これらに基づく数値を対象物体のサイズとして変化率を算出した場合であっても、同様の効果を得ることができる。
［特許請求の範囲との対応］
上記実施形態の説明で用いた用語と、特許請求の範囲の記載に用いた用語との対応を示す。

レーダ部２が計測手段，距離検知手段に相当する。
また、判定処理のＳ３０５が検出手段に、Ｓ３１０〜Ｓ３２０がサイズ算出手段に、Ｓ３２０が変化率算出手段に、Ｓ３２５が変化率算出手段に、Ｓ３３０が判定手段に相当する。

１…監視装置、２…レーダ部、３…記憶部、４…制御部、１０…発光部、１１…発光素子、１２…コリメートレンズ、２０…受光部、２１…集光レンズ、２２…受光素子群、２３…増幅回路群、３０…測距部、３１…制御回路、３２…測距回路群、５０…探査範囲。

Claims

周期的に到来する探査タイミングで、複数の単位領域から構成される探査範囲に探査波を照射すると共に、該探査範囲を構成するそれぞれの前記単位領域から該探査波の反射波を受信し、該単位領域に対応して、自車両から該探査波の反射点までの距離を計測する計測手段と（２）、
前記計測手段により計測されたそれぞれの前記単位領域に対応する前記距離に基づき、複数の前記単位領域を跨いで存在する物体を検出する検出手段と（Ｓ３０５）、
前記検出手段により検出された前記物体のサイズを算出するサイズ算出手段と（Ｓ３１０〜Ｓ３２０）、
連続する複数の前記探査タイミングにおいて同一の前記物体が検出されると、これらの前記探査タイミングにおいて算出された該物体の前記サイズと、これらの探査タイミングの時間間隔とに基づき、単位時間あたりの該サイズの変化率を算出する変化率算出手段と、（Ｓ３２５）
前記変化率算出手段により算出された前記物体についての前記変化率に基づき、該物体が浮遊物を含むか否かを判定する判定手段と（Ｓ３３０）、
を備えることを特徴とする監視装置。
請求項１に記載の監視装置において、
前記計測手段は、予め定められた地点から扇状に広がる前記探査範囲に前記探査波を照射すると共に、前記探査範囲の中心角を分割することで得られた単位角度を中心角とする扇状の領域を前記単位領域として、それぞれの前記単位領域に対応する前記距離を計測し、
前記サイズ算出手段は、さらに、前記検出手段により検出された前記物体が存在する前記単位領域に対応する前記距離に基づき、該物体の横幅と奥行きを算出し、該奥行きと該横幅との比を前記サイズとして算出すること、
を特徴とする監視装置。
請求項１に記載の監視装置において、
前記計測手段は、予め定められた地点から扇状に広がる前記探査範囲に前記探査波を照射すると共に、前記探査範囲の中心角を分割することで得られた単位角度を中心角とする扇状の領域を前記単位領域として、それぞれの前記単位領域に対応する前記距離を計測し、
前記サイズ算出手段は、前記検出手段により検出された前記物体が存在する前記単位領域に対応する前記距離のうちの最大値と最小値の差分、或いは、該差分に基づく数値を、前記サイズとして算出すること、
を特徴とする監視装置。
請求項１に記載の監視装置において、
前記計測手段は、予め定められた地点から扇状に広がる前記探査範囲に前記探査波を照射すると共に、前記探査範囲の中心角を分割することで得られた単位角度を中心角とする扇状の領域を前記単位領域として、それぞれの前記単位領域に対応する前記距離を計測し、
前記サイズ算出手段は、前記検出手段により検出された前記物体が存在する前記単位領域に対応する前記距離と前記単位角度に基づき、前記物体の横幅を算出すること、
を特徴とする監視装置。
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の監視装置において、
前記変化率算出手段は、連続する３以上の前記探査タイミングにおいて同一の前記物体が検出されると、これらの探査タイミングの中から、２つの前記探査タイミングの組合せであって、該２つの探査タイミングの時間間隔が異なるものを複数抽出すると共に、抽出したそれぞれの前記組合せについて、該組合せを構成するそれぞれの前記探査タイミングにおける前記サイズと、これらの探査タイミングの時間間隔とに基づき、前記変化率を算出し、
前記判定手段は、前記変化率算出手段により算出された、同一の前記物体についてのそれぞれの前記組合せの前記変化率が、予め定められた閾値を越えるか否かを判定し、前記変化率が前記閾値を越える前記組合せが予め定められた数に達する場合には、該物体が前記浮遊物を含むと判定すること、
を特徴とする監視装置。
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の監視装置において、
前記変化率算出手段は、連続する３以上の前記探査タイミングにおいて同一の前記物体が検出されると、これらの探査タイミングの中から、２つの前記探査タイミングの組合せであって、該２つの探査タイミングの時間間隔が同一のものを複数抽出すると共に、抽出したそれぞれの前記組合せについて、該組合せを構成するそれぞれの前記探査タイミングにおける前記サイズと、これらの探査タイミングの時間間隔とに基づき、前記変化率を算出し、
前記判定手段は、前記変化率算出手段により算出された、同一の前記物体についてのそれぞれの前記組合せの前記変化率の総和が、予め定められた閾値を越えるか否かを判定し、肯定判定が得られた場合には、該物体が前記浮遊物を含むと判定すること、
を特徴とする監視装置。
複数の単位領域の各々に対し探査波を送受信することによって、当該探査波の反射点までの距離を検知する距離検知手段と（２）、
前記反射点までの距離に基づき、当該反射点をクラスタリングして得られる物体の形状の単位時間当たりの変化率を算出する変化率算出手段と（Ｓ３２０）、
当該変化率算出手段で得られる前記変化率に基づき、該物体の浮遊物を含むか否かを判定する判定手段と（Ｓ３３０）、
を備えることを特徴とする監視装置。