JP6330712B2 - 障害物検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、障害物を検出する障害物検出装置に関する。

従来、他車両等の障害物を検出する障害物検出装置に関する技術文献として、特開２００５−０３２０６３号公報が知られている。この公報には、センシング領域が互いに重複しない複数のセンサを用いて障害物を検出する障害物検出装置であって、一のセンサのセンシング領域を通過して他のセンサのセンシング領域との間の死角領域に障害物が入り込んだ場合に、過去のセンサの検出結果に基づいて、死角領域における障害物の位置を推測する装置が示されている。

特開２００５−０３２０６３号公報

ところで、センサとしてレーダセンサを用いる場合、センシング領域の境界付近における検出が不安定であることから、実際の障害物は動いているにも関わらずレーダセンサの検出する位置情報に変化がないセンシングの固着が発生するときがある。このようなセンシングの固着は、トラックのような前後方向に長い障害物がセンシング領域を通り抜けるときに生じやすい。センシングの固着は、装置による障害物の検出精度を低下させるため問題となる。

そこで、本技術分野では、センシングの固着による障害物の検出精度の低下を抑制することができる障害物検出装置を提供することが望まれている。

上記課題を解決するため、本発明は、車両の側方に広がる第１のセンシング領域を有する第１のレーダセンサと、第１のセンシング領域よりも車両の前側で側方に広がる第２のセンシング領域を有する第２のレーダセンサと、を用いて障害物を検出する障害物検出装置であって、第１のレーダセンサによる障害物の検出結果に基づいて、第１のセンシング領域を経て第１のセンシング領域と第２のセンシング領域の間の死角領域に入り込んだ障害物の車両に対する相対位置を推測する推測部と、第１のセンシング領域に障害物が含まれる場合に、第１のレーダセンサによる障害物の検出結果に基づいて、第１のレーダセンサのセンシングの固着が生じているか否かを判定する判定部と、を備え、判定部は、車両の前後方向において障害物の車両に対する相対速度が第１の閾値以上である場合であって、障害物の車両に対する相対位置及び相対速度に基づいて予測された所定時間経過後の障害物の相対位置と所定時間経過後に第１のレーダセンサにより検出された障害物の相対位置との前後方向における距離が第２の閾値以上であるときに、固着が生じていると判定し、推測部は、判定部により固着が生じていると判定された場合には、当該判定前の第１のレーダセンサによる障害物の検出結果に基づいて、障害物の相対位置を推測する、障害物検出装置。

本発明に係る障害物検出装置によれば、センシングの固着による障害物の検出精度の低下を抑制することができる。

本実施形態に係る障害物検出装置を示すブロック図である。 センシングモードと推測モードとの切り替えを説明するための平面図である。 本実施形態に係る障害物検出装置の推測モード切替方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示す本実施形態に係る障害物検出装置１は、例えば、乗用車等の車両に搭載され、車両の側方（左側又は右側）に存在する障害物を検出する。障害物は、例えば、他車両（四輪車、二輪車を含む）である。障害物には、歩行者が含まれていてもよく、電柱や木等の構造物が含まれてもよい。

［障害物検出装置の構成］
図１に示すように、障害物検出装置１は、装置を統括的に制御するＥＣＵ［Electronic Control Unit］２を備えている。ＥＣＵ２は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]、ＲＯＭ[Read Only Memory]、ＲＡＭ[Random Access Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ２は、第１のレーダセンサ３、第２のレーダセンサ４、車速センサ５、加速度センサ６、及びヨーレートセンサ７と接続されている。

第１のレーダセンサ３は、例えば、車両の左側面の後側に設けられ、車両の左側方の障害物を検出するセンサである。第１のレーダセンサ３は、車両の左側方に広がる第１のセンシング領域Ａを有している。第１のレーダセンサ３は、例えば、ミリ波を利用するミリ波レーダセンサであり、ミリ波を送信し、障害物に反射したミリ波を受信することで障害物を検出する。第１のレーダセンサ３は、例えば、ＦＭ−ＣＷ［Frequency Modulated − Continuous Wave］方式により、車両に対する障害物の相対位置及び相対速度を検出する。第１のレーダセンサ３は、障害物の相対位置及び相対速度を含む障害物情報をＥＣＵ２へ送信する。

第２のレーダセンサ４は、例えば、車両の左側面の前側に設けられ、車両の左側方の障害物を検出するセンサである。第２のレーダセンサ４は、車両の左側方に広がる第２のセンシング領域Ｂを有している。第２のセンシング領域Ｂは、第１のセンシング領域Ａよりも車両の前側に位置している。

第２のレーダセンサ４も、例えば、ミリ波を利用するミリ波レーダセンサである。第２のレーダセンサ４は、例えば、ＦＭ−ＣＷ方式により車両に対する障害物の相対位置及び相対速度を検出する。第２のレーダセンサ４は、障害物の相対位置及び相対速度を含む障害物情報をＥＣＵ２へ送信する。なお、第１のレーダセンサ３及び第２のレーダセンサ４は、ミリ波レーダセンサに代えて、ＬＩＤＡＲ［Laser Imaging Detection and Ranging］等を用いてもよい。

車速センサ５は、車両の速度を検出する検出器である。車速センサ５としては、例えば、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車輪の回転速度を検出する車輪速センサが用いられる。車速センサ５は、検出した車速情報をＥＣＵ２に送信する。

加速度センサ６は、車両の加速度を検出する検出器である。加速度センサ６は、例えば、車両の前後方向の加速度を検出する前後加速度センサと、車両の横加速度を検出する横加速度センサとを含んでいる。加速度センサ６は、例えば、検出した加速度情報をＥＣＵ２に送信する。

ヨーレートセンサ７は、車両の重心の鉛直軸周りのヨーレート（回転角速度）を検出する検出器である。ヨーレートセンサ７としては、例えばジャイロセンサを用いることができる。ヨーレートセンサは、検出した車両のヨーレート情報をＥＣＵ２に送信する。

運転支援部８は、車両の運転者に対する運転支援を実行する装置である。運転支援部８は、例えば、障害物検出装置１が検出した障害物の検出結果を利用して運転支援を行う。運転支援には、例えば、車両と障害物との衝突を回避する衝突回避支援や運転者による車両の車線変更を支援する車線変更支援が含まれる。なお、障害物の検出結果を利用する装置は、運転支援に限られない。

次に、ＥＣＵ２の機能的構成について説明する。ＥＣＵ２は、推測部１０及び判定部１１を有している。

推測部１０は、センシングモード又は推測モードを実行する。センシングモードとは、第１のレーダセンサ３又は第２のレーダセンサ４の検出した障害物情報を運転支援部８に出力するモードである。推測モードとは、第１のレーダセンサ３又は第２のレーダセンサ４の検出した過去の障害物情報に基づいて現在の障害物の相対位置を推測し、推測した障害物情報を外部に出力するモードである。なお、推測モードでは、例えば、相対速度は最後に検出された値から変化していないものとして扱う。

判定部１１は、第１のレーダセンサ３の検出結果に基づいて、推測部１０のセンシングモードと推測モードとを切り替える。判定部１１は、例えば、推測部１０に切替信号を送信することにより、推測部１０のセンシングモードと推測モードとを切り替える。判定部１１は、例えば、障害物の部分毎（例えばミリ波を反射する反射点毎）にセンシングモードと推測モードとを切り替えることができる。

以下、図２を参照して、センシングモードと推測モードとの切り替えについて説明する。図２は、センシングモードと推測モードとの切り替えを説明するための平面図である。図２に、車両Ｍ、車両Ｍの走行する走行車線Ｒ１、走行車線Ｒ１に隣接する隣接車線Ｒ２、第１のレーダセンサ３における第１のセンシング領域Ａ、第２のレーダセンサ４における第２のセンシング領域Ｂ、隣接車線Ｒ２を走行する他車両（障害物）Ｎ、他車両Ｎの将来の位置Ｎｆ、他車両Ｎにおける反射点Ｐ、及び将来の位置Ｎｆにおける反射点Ｐである反射点Ｐｆを示す。

また、図２に示す矢印Ｄ１は、反射点Ｐに対する第１のレーダセンサ３のミリ波の送受信を示している。同様に、矢印Ｄ２は、反射点Ｐｆに対する第２のレーダセンサ４のミリ波の送受信を示している。更に、図２にＸＹ座標系を示す。Ｘ軸方向は車両Ｍの車幅方向である。Ｙ軸方向は車両Ｍの前後方向である。

図２に示すように、第１のセンシング領域Ａと第２のセンシング領域Ｂの間には、死角領域Ｃが存在する。死角領域Ｃは、第１のレーダセンサ３又は第２のレーダセンサ４によって障害物を検出できない領域である。なお、第１のセンシング領域Ａ及び第２のセンシング領域Ｂは、互いに重複しない領域であるが、一部が重複してもよい。第１のセンシング領域Ａと第２のセンシング領域Ｂの間に死角領域Ｃが存在する場合には、本発明を適用可能である。

図２に示す状況において、推測部１０は、まずセンシングモードにおいて、第１のレーダセンサ３によって第１のセンシング領域Ａに含まれる他車両Ｎを検出する。他車両Ｎは、例えば前後方向にある程度の長さを有するトラックである。推測部１０は、例えば、第１のレーダセンサ３の送信するミリ波が他車両Ｎの車両Ｍ側の側面に位置する反射点Ｐにおいて反射され、第１のレーダセンサ３が再び受信することで、車両Ｍに対する他車両Ｎの反射点Ｐの相対速度及び相対位置を検出する。推測部１０は、例えば、反射点Ｐの連続体として他車両Ｎを検出する。

ここで、他車両Ｎは、車両Ｍより速度が大きい他車両であるとする。すなわち、前後方向（Ｙ軸方向）において車両Ｍに対する他車両Ｎの相対速度は正の値である。一方、他車両Ｎが車両Ｍより車速が小さい場合は、前後方向において車両Ｍに対する他車両Ｎの相対速度は負の値となる。車両Ｍより速度の大きい他車両Ｎは、第１のセンシング領域Ａを通り抜けて死角領域Ｃに入り込み、その後に第２のセンシング領域Ｂに入り込む。

判定部１１は、他車両Ｎの前進によって第１のレーダセンサ３が他車両Ｎの反射点Ｐをロストした場合（検出しなくなった場合）、反射点Ｐについて、推測部１０をセンシングモードから推測モードに切り替える。推測部１０は、例えば、最後に検出した反射点Ｐの相対速度及び相対位置に基づいて、死角領域Ｃにおける反射点Ｐの相対位置を推測する。推測部１０は、例えば、最後に検出した反射点Ｐの相対速度が維持されていると仮定し、最後に検出した反射点Ｐの相対位置を基準として、ロストしてからの経過時間に応じた反射点Ｐの相対位置を推測する。その他、推測部１０は、周知の手法により死角領域Ｃにおける反射点Ｐの相対位置を推測してもよい。

推測部１０は、他車両Ｎが更に前進にして、第２のレーダセンサ４により第２のセンシング領域Ｂで反射点Ｐｆを検出した場合、反射点Ｐの相対位置の推測結果に基づいて、反射点Ｐｆが反射点Ｐと同一であるか否かを判定する。推測部１０は、例えば、推測した反射点Ｐの相対位置と反射点Ｐｆの相対位置のＹ軸方向における距離が予め設定された誤差領域以内である場合、反射点Ｐｆが反射点Ｐと同一であると判定する。このように、障害物検出装置１は、推測部１０が死角領域Ｃにおける反射点Ｐの相対位置を推測することにより、第２のセンシング領域Ｂで検出された反射点Ｐｆが反射点Ｐと同一であると判定することができ、死角領域Ｃも含めた反射点Ｐの連続した検出を行うことができる。

ここで、センシングの固着について説明する。レーダセンサによる検出においては、センシング領域の境界付近における検出の不安定から、実際に反射点Ｐは車両Ｍに対して移動しているにも関わらずレーダセンサの検出する反射点Ｐの相対位置に変化がないセンシングの固着が発生するときがある。レーダセンサは、例えば他車両Ｎが平らな側面を有するトラックである場合、他車両Ｎが少し前進しても前の反射点Ｐと同じ位置で同じ反射が起きることから、相対位置の変化を検出できないことがある。

このようなセンシングの固着が生じると、従来の障害物検出装置では、他車両Ｎの前進により反射点Ｐが既にロストしていることを認識できず、例えば他車両Ｎの全体がロストするまで反射点Ｐが第１のセンシング領域Ａに留まっていると認識していた。その後、従来の障害物検出装置では、他車両Ｎが前進して第１のセンシング領域Ａを通り抜けて第２のセンシング領域Ｂに入り込むと、実際の反射点Ｐ（反射点Ｐｆ）が第２のレーダセンサ４により検出される。この場合、従来の障害物検出装置では、直前まで第１のセンシング領域Ａに留まっていると認識していた反射点Ｐが、一瞬で第２のセンシング領域Ｂに移動したように検出され、反射点Ｐの位置情報（相対位置の情報）の不連続が発生していた。

これに対し、本実施形態に係る障害物検出装置１では、判定部１１においてセンシングの固着が発生しているか否かを判定する。判定部１１は、第１のレーダセンサ３の検出結果に基づいて、センシングの固着が発生しているか否かを判定する。

具体的に、判定部１１は、第１のレーダセンサ３の検出結果に基づいて、前後方向における反射点Ｐの相対速度が第１の閾値以上であるか否かを判定する。第１の閾値は、センシングの固着の判定のために適切に設定された値（正の値）である。前後方向における反射点Ｐの相対速度が第１の閾値以上である場合とは、他車両Ｎの速度が車両Ｍより速度よりも第１の閾値以上に大きい場合に相当する。判定部１１は、例えば、ヨーレートセンサ７のヨーレート情報を利用して前後方向を認識することで、前後方向における相対速度（相対速度の前後方向成分）を算出する。

判定部１１は、前後方向における反射点Ｐの相対速度が第１の閾値以上であると判定した場合、所定時間ΔＴ経過後の反射点Ｐの相対位置を予測する。所定時間ΔＴは、センシングの固着の判定のために適切に設定された時間である。判定部１１は、反射点Ｐの相対速度が維持されると仮定して、所定時間ΔＴ経過後の反射点Ｐの相対位置を予測する。判定部１１は、予測される反射点Ｐの相対位置が第１のセンシング領域Ａ内となるように所定時間ΔＴを変更してもよい。

判定部１１は、所定時間ΔＴ経過後、第１のレーダセンサ３の検出した反射点Ｐの相対位置を認識する。判定部１１は、予測した反射点Ｐの相対位置と検出した反射点Ｐの相対位置の前後方向における距離が第２の閾値以上であるか否かを判定する。第２の閾値は、センシングの固着の判定のために適切に設定された値である。判定部１１は、例えば、ヨーレートセンサ７のヨーレート情報を利用して前後方向を認識する。判定部１１は、予測した反射点Ｐの相対位置と検出した反射点Ｐの相対位置の前後方向における距離が第２の閾値以上であると判定した場合、相対速度が十分に大きいにも関わらず相対位置のほとんど変化していないことからセンシングの固着が発生していると判定する。

判定部１１は、センシングの固着が発生していると判定した場合、反射点Ｐについて、推測部１０をセンシングモードから推測モードに切り替える。この場合、推測部１０は、反射点Ｐが第１のセンシング領域Ａに含まれていても、反射点Ｐの相対位置の推測を行う。推測部１０は、判定部１１によりセンシングの固着が発生していると判定される前における第１のレーダセンサ３の検出結果（反射点Ｐの相対位置及び相対速度）に基づいて、反射点Ｐの相対位置の推測を行う。

推測部１０は、例えば、判定の直前に検出した反射点Ｐの相対速度が維持されていると仮定し、判定部１１による判定の直前に検出した反射点Ｐの相対位置を基準として、判定からの経過時間に応じた反射点Ｐの相対位置を推測する。その他、推測部１０は、周知の手法により反射点Ｐの相対位置を推測してもよい。推測部１０は、更に、車速センサ５の車速情報及び加速度センサ６の加速度情報を用いる周知の手法を採用することにより、反射点Ｐの相対位置を推測の精度を向上させてもよい。

その他、判定部１１は、他車両Ｎの前進により第２のセンシング領域Ｂにおいて反射点Ｐｆを検出した場合において、直ぐに反射点Ｐｆについてセンシングモードを開始するのではなく、反射点Ｐｆが第２のセンシング領域Ｂの境界付近を越えて第２のセンシング領域Ｂの内側に進んでから、センシングモードを開始してもよい。これにより、第２のセンシング領域Ｂの境界付近における認識不安定が検出結果に影響することを避けることができる。境界付近としては、予め適切な領域が設定される。また、判定部１１は、死角領域Ｃにおける反射点Ｐの相対位置の推測結果に基づいて反射点Ｐと反射点Ｐｆが同一であると判定した場合は、反射点Ｐの推測モードを終了してセンシングモードに切り替える。

［障害物検出装置の推測モード切替方法］
次に、本実施形態に係る障害物検出装置１の推測モード切替方法について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る障害物検出装置１の推測モード切替方法を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、例えば、車両Ｍが走行中の間、繰り返し実行される。

図３に示すように、障害物検出装置１のＥＣＵ２は、ステップＳ１０１として、第１のセンシング領域Ａに障害物（或いは反射点Ｐのような障害物の一部）が存在するか否かを判定する。ＥＣＵ２は、第１のセンシング領域Ａに障害物が存在しないと判定した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、今回の処理を終了する。その後、ＥＣＵ２は、予め設定された時間の経過後、再びステップＳ１０１を行う。一方、ＥＣＵ２は、第１のセンシング領域Ａに障害物が存在すると判定した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ２は、判定部１１により車両Ｍの前後方向（Ｙ軸方向）における車両Ｍと障害物との相対速度が第１の閾値以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ２は、前後方向における車両Ｍと障害物との相対速度が第１の閾値以上ではないと判定された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、センシングの固着の判定ができないため、今回の処理を終了する。その後、ＥＣＵ２は、予め設定された時間の経過後、再びステップＳ１０１を行う。一方、ＥＣＵ２は、判定部１１により前後方向における車両Ｍと障害物との相対速度が第１の閾値以上であると判定された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に移行する。

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ２は、判定部１１により所定時間ΔＴ経過後の障害物の相対位置を予測する。判定部１１は、例えば、現在の障害物の相対速度が維持されると仮定して、所定時間ΔＴ経過後の障害物の相対位置を予測する。また、ＥＣＵ２は、所定時間ΔＴの経過を待ち、所定時間ΔＴの経過後の障害物の相対位置を第１のレーダセンサ３により検出する。その後、ＥＣＵ２は、ステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ２は、判定部１１により、所定時間ΔＴ経過後の障害物の予測の相対位置と検出の相対位置との前後方向における距離が第２の閾値以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ２は、上記距離が第２の閾値以上ではないと判定された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、センシングの固着が発生したと言えないため、今回の処理を終了する。その後、ＥＣＵ２は、予め設定された時間の経過後、再びステップＳ１０１を行う。一方、ＥＣＵ２は、上記距離が第２の閾値以上であると判定された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ２は、判定部１１によりセンシングの固着が発生していると判定する。その後、ＥＣＵ２は、ステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６において、ＥＣＵ２は、センシングの固着が発生していると判定した障害物（或いは反射点Ｐのような障害物の一部）について、判定部１１により推測部１０をセンシングモードから推測モードに切り替える。その後、ＥＣＵ２は、今回の処理を終了する。

［障害物検出装置の作用効果］
本実施形態に係る障害物検出装置１によれば、センシングの固着が発生したと判定した場合には、障害物がロストしていなくても障害物の相対位置の推測を行うので、センシングの固着による誤った相対位置の情報をそのまま出力することを避けることができ、障害物の検出精度の低下を抑制することができる。この障害物検出装置１によれば、障害物について第１のセンシング領域Ａから第２のセンシング領域Ｂに飛ぶような不連続な位置情報が出力されることを避けることができ、トラック等の前後方向に長い障害物についても連続的な位置出情報を出力することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

例えば、上記実施形態では、車両の左側に設けられた第１のレーダセンサ３及び第２のレーダセンサ４を例として説明を行ったが、第１のレーダセンサ３及び第２のレーダセンサ４は車両の右側に設けられていてもよい。

１…障害物検出装置、２…ＥＣＵ、３…第１のレーダセンサ、４…第２のレーダセンサ、５…車速センサ、６…加速度センサ、７…ヨーレートセンサ、８…運転支援部、１０…推測部、１１…判定部、Ａ…第１のセンシング領域、Ｂ…第２のセンシング領域、Ｃ…死角領域、Ｍ…車両、Ｎ…他車両、Ｎｆ…将来の位置、Ｐ…反射点、Ｐｆ…将来の反射点、Ｒ１…走行車線、Ｒ２…隣接車線。

Claims (1)

1. 車両の側方に広がる第１のセンシング領域を有する第１のレーダセンサと、前記第１のセンシング領域よりも前記車両の前側で前記側方に広がる第２のセンシング領域を有する第２のレーダセンサと、を用いて障害物を検出する障害物検出装置であって、
   前記第１のレーダセンサによる前記障害物の検出結果に基づいて、前記第１のセンシング領域を経て前記第１のセンシング領域と前記第２のセンシング領域の間の死角領域に入り込んだ前記障害物の前記車両に対する相対位置を推測する推測部と、
   前記第１のセンシング領域に前記障害物が含まれる場合に、前記第１のレーダセンサによる前記障害物の検出結果に基づいて、前記第１のレーダセンサのセンシングの固着が生じているか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部は、前記車両の前後方向において前記障害物の前記車両に対する相対速度が第１の閾値以上である場合であって、前記障害物の前記車両に対する相対位置及び前記相対速度に基づいて予測された所定時間経過後の前記障害物の前記相対位置と前記所定時間経過後に前記第１のレーダセンサにより検出された前記障害物の前記相対位置との前記前後方向における距離が第２の閾値以上であるときに、前記固着が生じていると判定し、
   前記推測部は、前記判定部により前記固着が生じていると判定された場合には、当該判定前の前記第１のレーダセンサによる前記障害物の検出結果に基づいて、前記障害物の相対位置を推測する、障害物検出装置。

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