JP6404922B2 - 物体認識装置及びそれを用いた車両走行制御装置 - Google Patents
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Description
、前記記憶手段に記憶された前記自車両の過去の走行位置と前記検出手段によって検出された前記後方物体の位置との相対位置関係に基づいて、前記後方物体が位置する車線を推定する推定手段と、を備え、前記推定手段は、前記自車両の過去の走行位置から求められる走行軌跡と前記後方物体の位置との距離に基づいて前記後方物体が位置する車線を推定する装置である。
図1は、本発明に係る物体認識装置を用いた車両走行制御装置の実施形態1の構成を示す構成図である。
。
て自車両前方における車線を検知する車線検知部9と、で構成されている。
。図2では、カメラ8で撮像された画像における右側の道路区画線の位置を手前からR1〜R3、左側の道路区画線の位置を手前からL1〜L3で示し、図3では、図2に示すこれらの道路区画線の位置について、自車両の中央を原点とする上方から見た座標系X-Y
における位置をR1:(xr_1,yr_1), R2:(xr_2,yr_2), R3:(xr_3,yr_3), L1:(xl_1,yl_1)
, L2:(xl_2,yl_2),L3: (xl_3,yl_3)でそれぞれ示している。なお、図2及び図3では、道路区画線の位置を右側と左側のそれぞれについて3点求めた例を示しているが、2点以下または4点以上求める場合や、直線や曲線で近似する場合も同様である。
(n)-Y(n)、時刻t(n+1)における自車両中央を原点とする座標系をX(n+1)-Y(n+1)とし
、時刻t(n)における自車両VSの速度をVn、その進行方向をθnとするとき、Δt=(t(n+1)
-t (n))の間の自車両VSの位置の変化量(Δx、Δy)は以下の式(1)で表される。
サ21やヨーレートセンサ22によって推定される時刻t(n)における自車両VSの回転角速度をωnとすると、時刻t(n+1)における自車両VSの進行方向θn+1は以下の式(2)で
推定される。
ける自車両中央を原点とする座標系X(n+1)-Y(n+1)とのなす角Δθnは、以下の式(3)で表される。
m)までに車線検知装置2により検出された道路区画線の位置情報を車線位置情報として車線位置情報記憶部10へ記憶する。
情報記憶部10に記憶された車線位置情報から、自車両VSの進行方向(Y軸方向)で最も近い2点(左右の道路区画線の各2点)を選出する。図6や図7では、右側の道路区画線の位置Rn1、Rn2、及び、左側の道路区画線の位置Ln1、Ln2の車線位置情報がY軸方向で最も近い点となっている。そして、相対位置演算部5は、右側の道路区画線位置の2点Rn1、Rn2を結ぶ直線を求め、この直線のターゲット車両VTのY軸方向の位置に相当する場所におけるX方向の距離xr_npを求め、距離xr_npの値とターゲット車両VTのX軸方向の値Pとの大小関係を算出し、その算出結果を判断部6へ送信する。
線に対しても続いて行うことで、ターゲット車両VTが自車両VSが走行する車線と同じ車線内の後方に存在するか否かを判定できる。
、例えば、操舵を制御(規制)する制御信号や、自車両の車速を制御する制御信号、運転者に対して警告(警報やコントロールパネル等への警告表示)を発するための制御信号等を生成し、そのような制御信号を適宜の車載装置へ送信する。
01で求めた車線位置を、自車両を原点とする座標系で車線位置情報記憶部10に記憶しておく。
式(1)から式(3)を用いて、時刻t(n)における自車両を原点とする座標系X(n)-Y(n
)及び時刻t(n+1)における自車両を原点とする座標系X(n+1)-Y(n+1)を求める。
図9は、本発明に係る物体認識装置を用いた車両走行制御装置の実施形態2の構成を示す構成図である。
して近似してもよい。
(n)から時刻t(n+1)における自車両を原点とする座標系X(n+1)-Y(n+1)を算出し、Δt=(
t (n+1)-t(n))の間の自車両VSの位置の変化量(Δx、Δy)を算出する。また、自車両V
Sの方向の変化についても、実施形態1における式(2)等で説明した手順と同様の手順の計算で求め、それらの算出結果を立体物位置推定部4Aへ送信する。
ける式(4)で示した変換と同様であるが、本実施形態2では、自車両の位置等の変化はX-Y平面(図示例では水平面)内の軸方向への移動とZ軸(鉛直軸)周りでの回転であ
るため、立体物検知装置2Aにより検出された立体物のZ方向の情報(高さ)は座標変換の前後で同じ値を保持するものとする。
、立体物検知装置2Aから出力される立体物位置情報を立体物位置情報記憶部10Aへ記憶する。例えば、図10及び図11に示したように、ステレオカメラ8Aで撮像された画像から求められた立体物の位置情報を、時刻t(n)における自車両中央を原点とする座標系X-Y-Zにおける位置及び高さの情報G1〜G3として(xg_1(t(n)),yg_1(t(n)),zg_1(t(n))), (xg_2(t(n)),yg_2(t(n)),zg_2(t(n))),
(xr_3(t(n)),yr_3(t(n)),zg_3(t(n)))の座標情報を記憶する。
ト車両VTの位置(P2,Q2)と自車両VSに対する相対速度を検知した場合、相対位置演
算部5Aは、立体物位置情報記憶部10Aに記憶された立体物位置情報から、自車両VSの進行方向(Y軸方向)で最も近い2点を選出する。図13では、立体物位置情報Gn1
、Gn2がY軸方向で最も近い点となっている。そして、相対位置演算部5Aは、立体物
の2つの代表点の位置Gn1、Gn2を結ぶ直線を求め、この直線のターゲット車両VTのY軸方向の位置に相当する場所におけるX方向の距離xg_npを求め、距離xg_npの値とターゲット車両VTのX軸方向の値P2との大小関係を算出し、その算出結果を判断部6Aへ送信する。
Gn2に含まれる高さが、電波レーダ7Aの取付け位置よりも高い場合、電波レーダ7A
から出力される電波はその立体物の2つの代表点を結んだ線より遠方には到達しないと考えられる。図13では、ターゲット車両VTのX軸方向の値P2がY軸から立体物までの距離xg_npよりも大きい例を示しているが、このような場合には、後方物体検知装置1Aに
よるターゲット車両VTの検知結果の信頼性が低いと判断される。
ダ7bAによってターゲット車両VTが検知され、立体物位置推定部4Aによって、立体物の3つの代表点の位置情報Gn1、Gn2、Gn3が得られる例を示している。このよう
な場合、電波レーダ7Aから放射される電波は、連続した形状を有する立体物によって反射されることが予想され、電波レーダ7bAによって検知されたターゲット車両VTは真の情報であるが、電波レーダ7aAによって検知されたターゲット車両VT'は、立体物
によって電波が反射されて誤ったターゲット車両(ターゲット車両VTのゴースト)を検知した情報である可能性が高いと推測される。そのため、このような場合にも、後方物体検知装置1Aによるターゲット車両VTの検知結果の信頼性が低いと判断される。
。
、まず、ステップS201では、物体認識装置20Aの立体物検知装置2Aにより、図10及び図11に基づき説明した手法により、自車両を原点とする3次元の座標系X-Y-Zにおける立体物位置を求める。
する。このステップS203での処理は、図8のステップS103での処理と同様である。
テップS205での処理は、図8のステップS105での処理と同様である。
)に存在するか否かを判断する。通常は、ターゲット車両が自車両に対してどの位置に存在するかによって判断するが、実施形態1で説明したような車線位置情報が取得されている場合には、ターゲット車両がどの車線(自車両が走行する車線、右隣の車線、左隣の車線、または2車線以上離れた車線)を走行しているかを正確に判断できる。
図16は、本発明に係る物体認識装置を用いた車両走行制御装置の実施形態3の構成を示す構成図である。
後方カメラ)(撮像部)8Bと、カメラ8Bで撮像された画像に基づいて自車両後方にお
ける車線を検知する車線検知部9Bと、で構成されている。
。なお、ここでは、カメラ8Bの検知領域(撮像領域)Acが、後方物体検知装置1Bを構成する電波レーダ7B(7aB、7bB)の検知領域Aa、Abよりも小さく、より詳細には、電波レーダ7B(7aB、7bB)の自車両後方への検知領域Aa、Abが、カメラ8Bの自車両後方への検知領域(撮像領域)Acよりも大きく、電波レーダ7B(7aB、7bB)によって、カメラ8Bよりも自車両からより後方(特に、後側方)に存在する物体を検知できるものとする(図18参照)。
における位置をRc1:(xcr_1,ycr_1), Rc2:(xcr_2,ycr_2), Lc1:(xcl_1,ycl_1), Lc2:(xcl_2,ycl_2)でそれぞれ示している。なお、図17及び図18では、道路区画線の位置
を右側と左側のそれぞれについて2点求めた例を示しているが、1点または3点以上求める場合や、直線や曲線で近似する場合も同様である。
(n)から時刻t(n+1)における自車両を原点とする座標系X(n+1)-Y(n+1)を算出し、Δt=(
t (n+1)-t(n))の間の自車両VSの位置の変化量(Δx、Δy)を算出する。また、自車両V
Sの方向の変化についても、実施形態1における式(2)等で説明した手順と同様の手順の計算で求め、それらの算出結果を立体物位置推定部4Bへ送信する。
、図19では記載していないが、カメラ8Bで撮像された画像から求められた左側の道路区画線の位置(すなわち車線情報)を、自車両中央を原点とする座標系X-Yにおける位
置Lc1、Lc2として(xcl_1(t(n)), ycl_1(t(n))),(xcl_2(t(n)),ycl_2(t(n)))の座標情報を記憶する。
位置情報に変換して車線位置情報記憶部10Bへ記憶する。
が自車両VSが走行する車線と同じ車線内の後方に存在するか(図7参照)を判定する。
、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である
。
2、2B … 車線検知装置
2A… 立体物検知装置
3、3A、3B… 走行履歴演算装置
4、4B … 車線位置推定部
4A… 立体物位置推定部
5、5A、5B… 相対位置演算部
6、6A、6B… 判断部
7、7A、7B… 電波レーダ(後方物体検知部)
8 … 前方カメラ(撮像部)
8A… ステレオカメラ(撮像部)
8B… 後方カメラ(撮像部)
9、9B … 車線検知部
9A… 立体物検知部
10、10B… 車線位置情報記憶部
10A… 立体物位置情報記憶部
11、11A、11B… 走行履歴演算部
20、20A、20B… 物体認識装置
21、21A、21B… 操舵角センサ
22、22A、22B… ヨーレートセンサ
23、23A、23B… 車輪速センサ
24、24A、24B… ナビゲーションシステム
25、25A、25B… コントロールユニット
GR… ガードレール
VP… 先行車両
VS… 自車両
VT… ターゲット車両
Claims (10)
- 自車両後方に存在する物体の位置を認識する物体認識装置であって、
自車両後方の環境を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて、自車両後方における車線を検知する車線検知部と、
前記車線検知部で検知された車線と自車両の走行履歴とに基づいて、前記撮像部の撮像領域よりも後方における車線の位置を推定する車線位置推定部と、
自車両後方に存在する物体を検知するとともに、その自車両後方への検知領域が前記撮像部の自車両後方への撮像領域よりも大きい後方物体検知部と、
前記車線位置推定部で推定された車線の位置に対する前記後方物体検知部で検知された物体の相対位置を算出する相対位置演算部と、を備えることを特徴とする物体認識装置。 - 前記撮像部は、単眼カメラで構成され、前記後方物体検知部は、電波レーダで構成されることを特徴とする、請求項1に記載の物体認識装置。
- 前記物体認識装置は、前記相対位置演算部で算出された物体の相対位置に基づいて、前記物体が所定の車線に存在するか否かを判断する判断部を更に備えることを特徴とする、請求項1に記載の物体認識装置。
- 請求項3に記載の物体認識装置により認識された物体の位置に基づいて、自車両の走行を制御することを特徴とする車両走行制御装置。
- 前記判断部により前記物体が所定の車線に存在すると判断した際に警告を発生するようになっていることを特徴とする、請求項4に記載の車両走行制御装置。
- 自車両後方に存在する物体の位置を認識する物体認識装置であって、
自車両後方の環境を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された画像に基づいて、自車両後方における静止立体物を検知する立体物検知部と、
前記立体物検知部で検知された静止立体物と自車両の走行履歴とに基づいて、前記撮像部の撮像領域よりも後方における静止立体物の位置を推定する立体物位置推定部と、
自車両後方に存在する物体を検知するとともに、その自車両後方への検知領域が前記撮像部の自車両後方への撮像領域よりも大きい後方物体検知部と、
前記立体物位置推定部で推定された静止立体物の位置に対する前記後方物体検知部で検知された物体の相対位置を算出する相対位置演算部と、を備えることを特徴とする物体認識装置。 - 前記撮像部は、複数のカメラで構成され、前記後方物体検知部は、電波レーダで構成されることを特徴とする、請求項6に記載の物体認識装置。
- 前記物体認識装置は、前記相対位置演算部で算出された物体の相対位置に基づいて、前記物体が所定の領域に存在するか否かを判断する判断部を更に備えることを特徴とする、請求項6に記載の物体認識装置。
- 請求項8に記載の物体認識装置により認識された物体の位置に基づいて、自車両の走行を制御することを特徴とする車両走行制御装置。
- 前記判断部により前記物体が所定の領域に存在すると判断した際に警告を発生するようになっていることを特徴とする、請求項9に記載の車両走行制御装置。
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