JP6566132B2 - 物体検出方法及び物体検出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自車両周囲の３次元データを測距センサで取得し、取得した３次元データを用いて物体を検出する物体検出方法及びその装置に関する。
従来では、移動体の予定走行路上にある障害物を検出する障害物検出装置として、特許文献１が開示されている。特許文献１に開示された障害物検出装置では、走行路の３次元座標位置データと移動体の現在の３次元位置とに基づいて、３次元画像から走行路面に対応する部分を切り出し、切り出された走行路面に対応する部分について障害物を検出していた。
特開平１０−１４１９５４号公報
しかしながら、上述した従来の障害物検出装置では、自車両の予定走行路面上にある障害物のみを検出しているので、現在は自車両の予定走行路面上に存在していない物体は検出されず、将来自車両と交差する可能性のある物体を予め検出しておくことができないという問題点があった。
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、自車両と将来交差する可能性のある物体を予め検出することのできる物体検出方法及びその装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る物体検出方法及びその装置は、自車両周囲の３次元データを測距センサで取得する。そして、自車両の現在位置周囲の地図データに基づいて、自車両が将来走行する予定の走行予定領域において自車両と将来交差する可能性のある物体が現在存在する交差物体存在領域を推定し、交差物体存在領域内の３次元データを用いて物体を検出する。
本発明によれば、自車両と将来交差する可能性のある物体を予め検出することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る物体検出装置による物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第１実施形態に係る物体検出方法において、交差物体存在領域の推定方法を説明するための図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る物体検出方法において、物体検出領域の決定方法を説明するための図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係る物体検出方法による効果を説明するための図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る物体検出装置による物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係る物体検出方法において、複数車線の道路で車線変更する場合の交差物体存在領域の推定方法を説明するための図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係る物体検出方法において、複数車線の道路で直進する場合の交差物体存在領域の推定方法を説明するための図である。 図９は、本発明の第３実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、本発明の第３実施形態に係る物体検出装置による物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、本発明の第３実施形態に係る物体検出方法において、交差物体存在領域の大きさの設定方法を説明するための図である。 図１２は、本発明の第３実施形態に係る物体検出方法において、交差物体存在領域の大きさの設定方法を説明するための図である。 図１３は、本発明の第３実施形態に係る物体検出方法において、交差物体存在領域の大きさの設定方法を説明するための図である。 図１４は、本発明の第４実施形態に係る物体検出装置による物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１５は、本発明の第４実施形態に係る物体検出方法において、走行予定領域の設定方法を説明するための図である。 図１６は、本発明の第５実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。 図１７は、本発明の第５実施形態に係る物体検出装置による物体検出処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１８は、本発明の第５実施形態に係る物体検出方法において、信号機の状態による交差物体存在領域の削減方法を説明するための図である。 図１９は、本発明の第５実施形態に係る物体検出方法において、道路規制による交差物体存在領域の削減方法を説明するための図である。
［第１実施形態］
以下、本発明を適用した第１実施形態について図面を参照して説明する。
［物体検出装置の構成］
図１は、本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１は、測距データ取得部３と、地図データ記憶部５と、自己位置推定部７と、車両情報取得部９と、中央制御部１１と、出力部１３とを備える。物体検出装置１は、測距データ取得部３で取得した測距データに基づいて、物体検出部として機能する中央制御部１１によって物体を検出し、検出結果を出力部１３から出力する。この際、中央制御部１１は、車両情報取得部９で取得した車両情報や自己位置推定部７で推定された自己位置情報、地図データ記憶部５に格納された地図データ等を用いて、自車両と将来交差する可能性のある物体が存在する領域を推定して物体を検出する。
測距データ取得部３は、自車両に搭載されて車両周囲の測距点の距離を検出する測距センサである。測距データ取得部３は、自車両の周辺環境（立体物だけでなく路面も含む）の３次元測距データ（距離データともいう）を取得する。この３次元測距データには、各測距点の３次元の位置や測距点の距離等の情報が含まれている。測距センサとしては、レーザビームの走査ラインを複数備え、高解像度の距離データを検出することのできるレーザレーダを使用する。なお、距離データを取得する方法において、計測手段、計測性能及びデータの出力形式等は特に限定する必要はない。例えば、計測手段としてステレオカメラを用いてもよいし、既知のパターンを対象に投影してステレオ撮影を行うアクティブステレオ法を用いてもよい。
地図データ記憶部５は、高精細地図の地図データを格納したデータベースであり、自車両に搭載されていてもよいし、サーバ等に設置されていてもよい。地図データには道路や交差点、橋、トンネル等の一般的な地図情報に加えて、各走行レーンの位置と走行帯区分、中央分離帯の有無、横断歩道の位置と形状、自転車専用走行帯等の道路構造情報も含まれている。さらに、地図データには、転回禁止や追越禁止、一方通行等の道路規制情報も含まれている。
自己位置推定部７は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いて自車両の自己位置を推定して自己位置情報を生成する。生成された自己位置情報には、自車両の緯度や経度等の位置情報だけではなく、自車両が走行している走行レーンや進行方向、姿勢等の情報も含まれている。
車両情報取得部９は、車速センサから取得した自車両の速度や加速度センサから取得した加速度、ジャイロセンサから取得した角速度等の自車両の走行状態を示す車両情報を取得する。車両情報取得部９は、各センサから直接情報を取得してもよいし、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような車載ネットワークから車両情報を取得してもよい。
出力部１３は、物体の検出結果を自車両の乗員に提示する表示部である。出力部１３は、車両に搭載されたナビゲーション装置の表示画面でもよいし、車載カメラで撮像された画像を表示するためのディスプレイでもよい。また、ヘッドアップディスプレイであってもよい。
中央制御部１１は、測距データ取得部３で取得した３次元測距データを用いて自車両の周囲に存在する物体を検出する物体検出処理を実行するコントローラである。中央制御部１１は、物体検出処理を実行するための機能部として、走行予定領域抽出部２１と、交差物体存在領域抽出部２２と、物体検出領域決定部２３と、物体検出部２４と、フィルタ部２５と、物体追跡部２６と、走行判断部２７とを備えている。
次に、中央制御部１１を構成する各部について説明する。まず、走行予定領域抽出部２１は、地図データ記憶部５からの地図データと自己位置推定部７からの自己位置情報と車両情報取得部９からの車両情報と走行判断部２７からの走行計画情報を取得し、自車両が将来走行することを予定している走行予定領域を抽出する。この際、走行予定領域抽出部２１は、走行計画情報に基づいて走行予定領域を設定する。走行予定領域は、自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路上に設定され、特に自車両が走行すると推定された道路の走行レーンに設定される。したがって、交差点を左折する場合には、左折レーンに走行予定領域が設定され、直進する場合には直進レーンに設定される。また、道路に複数の車線がある場合には、いずれかの車線に走行予定領域が設定される。尚、走行計画情報は、自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路である必要はなく、例えば、自車両の現在位置から次の交差点や、自車両の現在位置から車線変更完了するまでの区間など、自車両の現在位置から途中地点までの走行予定経路であっても適用できる。
交差物体存在領域抽出部２２は、走行予定領域抽出部２１で抽出された走行予定領域と地図データ記憶部５からの地図データを取得し、走行予定領域において自車両と将来交差する可能性のある物体が存在する交差物体存在領域を推定して抽出する。特に、交差物体存在領域抽出部２２は、地図データに含まれる道路構造情報から自車両の周囲に存在する物体の進行方向を推定し、推定された物体の進行方向に基づいて交差物体存在領域を推定する。
物体検出領域決定部２３は、走行予定領域抽出部２１で抽出された走行予定領域と、交差物体存在領域抽出部２２で抽出された交差物体存在領域とを取得し、自車両周囲の物体を検出する物体検出領域を決定する。本実施形態では、走行予定領域と交差物体存在領域を結合して物体検出領域を求めているが、交差物体存在領域のみを物体検出領域としてもよい。
物体検出部２４は、測距データ取得部３で検出された測距データを取得し、自車両の周囲に存在する物体を検出する。特に、測距データの測距点群を地表面と立体物とに分割して立体物を検出する。尚、物体の検出方法は、測距センサによって取得した３次元距離データに基づいたものに限定されるわけではなく、カメラやミリ波レーダ、超音波センサ等の他のセンサから取得した３次元データに基づいた検出方法であってもよい。
フィルタ部２５は、物体検出部２４で検出された物体の位置及び姿勢と物体検出領域決定部２３で決定された物体検出領域を取得し、物体検出部２４で検出された物体の中から物体検出領域の内側に存在する物体のみを抽出する。
物体追跡部２６は、フィルタ部２５で抽出された物体を取得し、これらの物体の位置や速度、加速度等の移動履歴に基づいて短期的な移動予測を行いながら状態推定を行う。そして、物体追跡部２６は、各時刻間で観測された物体の同一性を判断して物体の追跡を行う。尚、物体追跡の方法としては、Extended Karman Filter（EKF）やパーティクルフィルタ等を用いることができる。
走行判断部２７は、物体追跡部２６の処理によって得られた各物体の軌跡及び現在位置を考慮しながら、自車両の走行計画を生成して走行計画情報を出力する。走行計画情報は、３次元データを用いて検出された物体を考慮しながら、自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路を生成したものである。走行計画情報は、単に走行する道路や交差点を推定したものではなく、走行する予定の走行レーンまで設定されている。また、随時、検出された物体を考慮するので、遅い車両や停車車両がある場合には走行レーンを変更する経路も設定される。
尚、中央制御部１１は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路とメモリ等の周辺機器から構成されている。そして、特定のプログラムを実行することにより、上述した走行予定領域抽出部２１、交差物体存在領域抽出部２２、物体検出領域決定部２３、物体検出部２４、フィルタ部２５、物体追跡部２６、走行判断部２７として動作する。このような中央制御部１１の各機能は、１または複数の処理回路によって実装することができる。処理回路は、例えば電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含み、また実施形態に記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）や従来型の回路部品のような装置も含んでいる。
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置１による物体検出処理の手順を図２のフローチャートを参照して説明する。
図２に示すように、まずステップＳ１０において、走行予定領域抽出部２１は、地図データ記憶部５からの地図データと、自己位置推定部７からの自己位置情報と、車両情報取得部９からの車両情報と、走行判断部２７からの走行計画情報とを取得する。
ステップＳ２０において、走行予定領域抽出部２１は、ステップＳ１０で取得した情報に基づいて、地図上で自車両が将来走行を予定する走行予定領域を抽出する。図３に示すように、走行予定領域抽出部２１は、まず自車両の自己位置及び車両情報と自車両周囲の地図データに基づいて道路上で自車両３０の位置を特定する。そして、走行予定領域抽出部２１は、走行判断部２７から取得した走行計画情報により、自車両がこれから交差点を直進するという走行計画であることを認識し、交差点を直進するように走行予定領域３２を設定して抽出する。
ステップＳ３０において、交差物体存在領域抽出部２２は、ステップＳ２０で抽出された走行予定領域を取得し、走行予定領域において自車両と将来交差する可能性のある物体が現在存在する交差物体存在領域を推定して抽出する。このとき、交差物体存在領域抽出部２２は、地図データに含まれる道路構造情報から自車両の周囲に存在する物体の進行方向を推定し、推定された物体の進行方向に基づいて交差物体存在領域を推定する。具体的に、交差物体存在領域抽出部２２は、道路構造情報から自車両の現在位置周辺の道路や横断歩道の位置と形状、走行レーンの進行方向等に関する情報を取得し、自車両の現在位置周囲の道路区分を検出する。検出される道路区分としては、車道の各走行レーンだけではなく横断歩道や自転車専用走行帯等も含まれている。そして、図３に示すように、検出された道路区分の中から走行予定領域３２と交差する道路区分を抽出することにより、交差物体存在領域３４を抽出する。このとき、道路構造情報から走行レーンの進行方向を取得し、進行方向が走行予定領域３２の方向へ向かう走行レーンを交差物体存在領域３４と推定する。例えば、図３の領域３４ａ、３４ｄでは、自車両と将来交差する可能性のある走行レーンの進行方向が直進であると取得され、現在、領域３４ａ、３４ｄ内の物体３６が直進すると走行予定領域３２と将来交差する。したがって、物体３６は自車両と将来交差する可能性のある物体であると推定され、物体３６が現在存在する領域３４ａ、３４ｄは交差物体存在領域と推定される。同様に、領域３４ｂでは、自車両と将来交差する可能性のある走行レーンの進行方向が左折と取得され、現在、領域３４ｂ内の物体３６が交差点で左折すると走行予定領域３２と将来交差するので、交差物体存在領域と推定される。また、領域３４ｃ、３４ｅでは、道路区分として横断歩道で、その進行方向が自車両の進行方向と交差すると推定され、現在、領域３４ｃ、３４ｅ内の端に入る歩行者が横断歩道を渡り出すと走行予定領域３２と将来交差するので、歩行者を交差する物体３６として交差物体存在領域と推定される。尚、横断歩道や路側帯などに対して、歩行者や自転車が入り込んでくる領域を考慮して、横断歩道や路側帯などの周囲を含めて交差物体存在領域と推定する。
ステップＳ４０において、物体検出領域決定部２３は、走行予定領域と交差物体存在領域とに基づいて物体検出領域を決定する。図４に示すように、物体検出領域決定部２３は、図３の走行予定領域３２と交差物体存在領域３４を結合することによって物体検出領域４０を決定する。ただし、交差物体存在領域のみを物体検出領域として決定してもよい。
ステップＳ５０において、自車両に搭載された測距データ取得部３は、検出対象となる物体を含む周辺環境（立体物だけでなく、路面も含む）の３次元測距データ（距離データともいう）を取得する。
ステップＳ６０において、物体検出部２４は、ステップＳ５０で取得した３次元測距点群を、地表面に属する点群と複数の立体物に属する点群とに分割処理することによって、地表面上の複数の立体物を検出する。さらに、物体検出部２４は、各立体物に属する点群の形状から位置と姿勢を推定する。また、物体検出部２４は、各立体物の形状及び運動履歴から各物体が何であるかを推定して、検出された物体に物体クラス（車両、歩行者、自転車等）を付与する。ただし、物体クラスは、交差物体存在領域の地図上の道路区分で決定してもよい。例えば、交差物体存在領域が地図上で横断歩道であれば、検出された物体に歩行者または自転車の物体クラスを付与する。歩行者と自転車の属性は、物体の形状等で識別すればよい。また、交差物体存在領域が地図上で自転車専用走行帯であれば、検出された物体に自転車の物体クラスを付与する。
ステップＳ７０において、フィルタ部２５は、ステップＳ６０で検出した物体の中からステップＳ４０で決定した物体検出領域の内側に存在する物体のみを選択するフィルタリング処理を行う。これにより以下のステップで処理対象となる物体を抽出する。例えば、図４に示す物体のうち、物体検出領域４０の内側に存在する物体３６はフィルタリング処理によって抽出されるが、物体検出領域４０の外側に存在する物体４２は抽出されずに除外される。このようにフィルタリング処理によって、処理対象となる物体を選別するので、処理負荷を軽減することができる。なお、ステップＳ６０で、ステップＳ５０で取得した３次元測距点群の中からステップＳ４０で決定した物体検出領域の内側に存在する３次元測距点群のみを選択するフィルタリング処理を行うようにしてもよい。
ステップＳ８０において、物体追跡部２６は、ステップＳ７０で抽出された物体に対して、物体の位置や速度、加速度等の移動履歴に基づいて短期的な移動予測を行いながら状態推定を行う。これにより、物体追跡部２６は、各時刻間で観測された物体の同一性を判断して物体の追跡を行う。
ステップＳ９０において、走行判断部２７は、ステップＳ８０の追跡処理によって得られた各物体の軌跡及び現在位置に基づいて自車両の走行計画を判断する。すなわち、走行判断部２７は、検出された自車両周囲の物体を考慮しながら、自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路を演算して走行計画を生成する。このとき単に走行する道路や交差点を設定するだけではなく、走行する予定の走行レーンについても設定する。こうして走行予定経路を演算して走行計画が生成されると、走行判断部２７は走行計画情報を出力する。そして、走行判断部２７は走行計画情報を走行予定領域抽出部２１及び出力部１３に出力して、本実施形態に係る物体検出処理は終了する。
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、走行予定領域において自車両と将来交差する可能性のある物体が現在存在する交差物体存在領域を推定し、交差物体存在領域内の３次元データを用いて物体を検出する。これにより、自車両と将来交差する可能性のある物体を予め検出することができる。また交差物体存在領域に基づいて処理対象となる物体を選別するので、処理負荷を軽減することができる。例えば、従来では、図５に示すように自車両３０の走行予定経路５０上に存在する移動物体５１は障害物として検出できたが、自車両３０と将来交差する可能性のある他の移動物体５２は、現在は走行予定経路５０上に存在していないので検出することができなかった。しかし、本実施形態では、自車両と将来交差する可能性のある物体が存在する領域を交差物体存在領域として推定するので、現在は自車両の走行予定経路５０上に存在していない移動物体５２についても予め検出することができる。
また、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、自車両の走行計画情報に基づいて走行予定領域を設定する。これにより、自車両の走行計画情報に沿った走行予定領域を設定できるので、精度良く走行予定領域を設定することが可能となる。
さらに、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、道路構造情報から自車両の周囲に存在する物体の進行方向を推定し、推定された物体の進行方向に基づいて交差物体存在領域を推定する。これにより、自車両の走行予定経路上に存在しない物体が走行予定領域に交差するか否かを判断することができるので、交差物体存在領域を精度良く推定することができる。
［第２実施形態］
以下、本発明を適用した第２実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の物体検出処理では、ステップＳ３０の処理が第１実施形態と相違している。第１実施形態では、走行予定領域と交差する道路区分を検出することによって、交差物体存在領域を抽出していたが、本実施形態では、複数車線の道路で自車両が直進を維持するか、車線変更または合流等を行うかに応じて交差物体存在領域を推定する。ただし、物体検出装置１の構成及びステップＳ３０以外の処理は、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図６に示すように、ステップＳ２０において走行予定領域が抽出されると、ステップＳ３５において、交差物体存在領域抽出部２２は、自車両が複数車線の道路で車線変更を行うか否かを判断する。判断方法としては、ステップＳ２０で抽出された走行予定領域に車線変更が含まれているか否かで判断してもよいし、走行計画情報の中に車線変更が含まれているか否かで判断してもよい。自車両が車線変更を行うと判断した場合にはステップＳ３６に進み、自車両が車線変更を行わないと判断した場合にはステップＳ３７に進む。
ステップＳ３６において、交差物体存在領域抽出部２２は、車線変更後の車線と車線変更後の車線に隣接する車線の前後方向に交差物体存在領域を設定する。図７では、走行予定領域３２が左方向へ車線変更しているため、車線変更後の車線７１と変更後の車線に隣接する車線７２の自車両３０の前後方向に交差物体存在領域７５、７６を設定している。例えば、図７の領域７５では、自車両と将来交差する可能性のある走行レーンの進行方向が直進または右への車線変更であると検出され、現在、領域７５内の物体が加速すると走行予定領域７１と将来交差する。したがって、物体は自車両と将来交差する可能性のある物体であると推定され、物体が現在存在する領域７５は交差物体存在領域と推定される。同様に、領域７６では、自車両と将来交差する可能性のある走行レーンの進行方向が直進または左への車線変更であると検出され、現在、領域７６内の物体が左へ車線変更すると走行予定領域７１と将来交差する。したがって、物体は自車両と将来交差する可能性のある物体であると推定され、物体が現在存在する領域７６は交差物体存在領域と推定される。
ステップＳ３７において、交差物体存在領域抽出部２２は、走行予定領域に隣接する車線の自車両前方に交差物体存在領域を設定する。図８に示すように、自車両３０が直進する場合には、走行予定領域３２に隣接する車線の自車両３０の前方に交差物体存在領域８０を設定する。例えば、図８の領域８０では、自車両と将来交差する可能性のある走行レーンの進行方向が自車線への車線変更であると検出され、現在、領域８０内の物体が自車線へ車線変更すると走行予定領域３２と将来交差する。したがって、物体は自車両と将来交差する可能性のある物体であると推定され、物体が現在存在する領域８０は交差物体存在領域と推定される。
［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、自車両が複数車線の道路で車線変更する場合に、車線変更後の車線と車線変更後の車線に隣接する車線の自車両の前後方向に交差物体存在領域を推定する。これにより、複数車線の道路で車線変更した場合でも、車線変更の前後で自車両と将来交差する可能性のある物体を予め検出することができる。
また、本実施形態に係る物検出方法及びその装置では、自車両が複数車線の道路で直進する場合に、走行予定領域に隣接する車線の自車両前方に交差物体存在領域を推定する。これにより、複数車線の道路を直進走行している場合に割り込み等を考慮して自車両と将来交差する可能性のある物体を予め検出することができる。
［第３実施形態］
以下、本発明を適用した第３実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の物体検出処理では、ステップＳ３０の処理が第１及び第２実施形態と相違している。第１及び第２実施形態では、交差物体存在領域の大きさは一定に設定されていたが、本実施形態では、自車両の速度または自車両の周囲に存在する物体と自車両との間の相対速度に応じて交差物体存在領域の大きさを設定するようにしている。ただし、ステップＳ３０以外の処理は、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図９に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１００では、相対速度取得部９０をさらに備えたことが第１及び第２実施形態と相違している。相対速度取得部９０は、レーザレーダ等を用いて、自車両の周囲に存在する物体と自車両との間の相対速度を取得する。ただし、その他の構成については、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、本実施形態の物体検出処理では、図６に示す第２実施形態の物体検出処理にステップＳ３１〜Ｓ３３を追加したことが相違している。ただし、第１実施形態の物体検出処理にステップＳ３１〜Ｓ３３を追加してもよい。ステップＳ２０において走行予定領域が抽出されると、ステップＳ３１において、交差物体存在領域抽出部２２は、車両情報取得部９から取得した自車両の絶対速度Ｖｓに応じて交差物体存在領域の大きさＬ１を設定する。交差物体存在領域の大きさＬ１は、例えば比例定数をαとしてＬ１＝αＶｓで計算することができる。
ステップＳ３２において、交差物体存在領域抽出部２２は、相対速度取得部９０から取得した自車両の周囲に存在する物体と自車両との間の相対速度Ｖｏに応じて交差物体存在領域の大きさＬ２を設定する。交差物体存在領域の大きさＬ２は、例えば比例定数をβとしてＬ２＝βＶｏで計算することができる。尚、相対速度Ｖｏは、例えば観測されている各車両との間の相対速度の平均値を求めてもよいし、最大値を採用してもよい。さらに、相対速度Ｖｏは、物体検出部２４で検出された物体に対して自車両の速度を用いて求めてもよい。
ステップＳ３３において、交差物体存在領域抽出部２２は、ステップＳ３１で設定された領域の大きさＬ１とステップＳ３２で設定された領域の大きさＬ２のいずれかを選択して交差物体存在領域の大きさＬを決定する。例えば、複数車線の道路を走行している場合には、Ｌ１とＬ２の数値の大きいほうを採用して決定すればよい。これにより、渋滞で自車両及び周囲の車両が低速走行をしている場合には、図１１に示すように交差物体存在領域８０の大きさＬ、すなわち自車両の進行方向における長さを小さくすることができる。つまり、自車両の走行計画に影響する範囲の障害物を検出すれば良いので、自車両と将来交差する可能性のある物体が存在する領域のうち、相対速度が低いほど、より近い距離領域の物体だけ検出すれば良い。一方、高速道路で自車両及び周囲の車両が高速で走行している場合には、図１２に示すように交差物体存在領域８０の大きさＬを大きくすることができる。つまり、自車両の走行計画に影響する範囲の障害物を検出する必要があるので、自車両と将来交差する可能性のある物体が存在する領域のうち、相対速度が高いほど、より多い距離領域の物体を検出する必要がある。また、図１３に示すように、交差点の信号待ちで自車両が停止して周囲の車両との相対速度が大きい場合には、Ｌ１とＬ２の数値の大きいほうを採用してもよいし、相対速度に応じて設定されたＬ２を採用してもよい。これにより、交差物体存在領域３４の大きさＬ、すなわち他車両の進行方向における長さを大きくすることができる。こうして交差物体存在領域の大きさが設定されると、ステップＳ３５に進む。
［第３実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、自車両の速度または自車両の周囲に存在する物体と自車両との間の相対速度に応じて、交差物体存在領域の大きさを設定する。これにより、自車両周囲の運転環境に応じて、走行計画に影響する範囲に対して必要な交差物体存在領域を設定することができる。
［第４実施形態］
以下、本発明を適用した第４実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の物体検出処理では、ステップＳ１０の処理が第１実施形態と相違している。第１実施形態では、走行計画情報を取得し、走行計画情報に基づいて走行予定領域を設定していたが、本実施形態では、地図データに含まれる道路構造情報から自車両が走行している走行レーンの走行帯区分を取得し、走行帯区分に基づいて走行予定領域を抽出する。ただし、物体検出装置１の構成及びステップＳ１０以外の処理は、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図１４に示すように、本実施形態の物体検出処理では、図２に示す第１実施形態の物体検出処理のステップＳ１０の代わりにステップＳ１２、Ｓ１４を追加したことが相違している。ただし、第２、第３実施形態の物体検出処理にステップＳ１２、Ｓ１４を追加してもよい。ステップＳ１２において、走行予定領域抽出部２１は、地図データ記憶部５からの地図データと、自己位置推定部７からの自己位置情報と、車両情報取得部９からの車両情報を取得し、走行判断部２７からの走行計画情報は取得しない。
ステップＳ１４において、走行予定領域抽出部２１は、自車両の自己位置情報と地図データに含まれる道路構造情報から自車両が走行する走行レーンの走行帯区分を取得する。道路構造情報には、走行帯区分として右折レーンや左折レーン、直進レーン、左折直進レーン等の各走行レーンの進行方向が記録されている。そこで、走行予定領域抽出部２１は、自己位置情報から自車両が走行する走行レーンを検出し、道路構造情報から自車両が走行する走行レーンの走行帯区分を取得する。
ステップＳ２０において、走行予定領域抽出部２１は、ステップＳ１２、１４で取得した情報に基づいて、地図上で自車両が将来走行を予定する走行予定領域を抽出する。特に、ステップＳ１４で判定した走行帯区分に基づいて走行予定領域を抽出する。例えば、図１５に示すように、自車両３０が交差点の左折専用の走行レーンを走行している場合には、走行判断部２７からの走行計画情報を取得しなくても、走行帯区分に基づいて走行予定領域３２を左折するルートに設定することができる。尚、本実施形態で説明した走行帯区分に加えて、第１実施形態で説明した走行計画情報を考慮すれば、さらに精度良く走行予定領域を設定することが可能となる。
［第４実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、地図データに含まれる道路構造情報から自車両が走行する走行レーンの走行帯区分を取得し、走行帯区分に基づいて走行予定領域を設定する。これにより、走行帯区分から自車両の進行方向を設定することができるので、自車両が現在走行する走行レーンに則して、正確に走行予定領域を設定することができる。
［第５実施形態］
以下、本発明を適用した第５実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の物体検出処理では、抽出した交差物体存在領域を信号機の状態と道路規制に基づいて推定するようにしたことが第１実施形態と相違している。ただし、追加したステップ以外の処理は、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図１６に示すように、本実施形態に係る物体検出装置２００では、信号機認識部２１０と、道路規制認識部２２０をさらに備えたことが第１〜第４実施形態と相違している。信号機認識部２１０は、自車両に搭載されたカメラで撮像した画像や路車間通信で取得した情報等を用いて、自車両の走行予定経路上にある信号機の状態を認識する。認識する信号機の状態としては、通常の信号の赤、青、黄色の他に矢印信号の向きについても認識する。また、横断歩道の信号の状態についても認識する。道路規制認識部２２０は、地図データに含まれる道路規制情報や自車両に搭載されたカメラで道路標識を撮像することによって、自車両周囲の道路に設定された道路規制を認識する。認識する道路規制としては、一方通行や右折または左折の禁止、進入禁止等の道路標識として表示されているものを認識する。尚、その他の構成については、第１実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。
図１７に示すように、本実施形態の物体検出処理では、ステップＳ３８、Ｓ３９を追加したことが第１実施形態と相違している。ただし、第２〜第４実施形態にステップＳ３８、Ｓ３９を追加してもよい。ステップＳ３０において交差物体存在領域が抽出されると、ステップＳ３８において、交差物体存在領域抽出部２２は、信号機認識部２１０から信号機の状態の認識結果を取得し、道路規制認識部２２０から道路規制の認識結果を取得する。
ステップＳ３９において、交差物体存在領域抽出部２２は、取得した各認識結果に基づいて、ステップ３０において、一旦抽出された交差物体存在領域に対して、自車両と将来交差する可能性のある物体が存在しない領域を削減することで、最終的な交差物体存在領域を推定する。図１８に示すように、信号機が青信号で自車両３０が交差点を直進しようとしている場合には、横断歩道の信号は赤信号となるので、自車両３０が歩行者と交差する可能性はなくなる。そこで、横断歩道の領域３９ａ、３９ｂは、交差物体存在領域から削除される。同様に、交差点の左側の道路は赤信号となるので、領域３９ｃも交差物体存在領域から削除される。一方、交差点の右側の道路は赤信号でも右折することは可能なので、領域３４ａは削除の対象とはならない。
また、図１９に示すように、自車両３０が交差点を直進しようとしているときに、交差点の先の道路規制が一方通行である場合には、領域３９ｄは対向車線ではなく、自車両と同じ方向の車線となる。したがって、自車両に向かって左折してくる車両が存在する可能性はなくなるので、領域３９ｄは道路規制の認識結果に基づいて削除の対象となる。これにより、時間帯によって道路の走行区分が変化するような環境においても、適切に交差物体存在領域を削減することが可能になる。
［第５実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、自車両周囲の信号機の状態に基づいて、交差物体存在領域を推定する。これにより、赤信号によって移動を禁止されている物体を検出する必要がなくなるので、処理負荷を低減することができる。
また、本実施形態に係る物体検出方法及びその装置では、自車両周囲の道路規制に基づいて、交差物体存在領域を削減する。これにより、道路規制によって移動を禁止されている物体を検出する必要がなくなるので、処理負荷を低減することができる。
なお、上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
１、１００、２００ 物体検出装置
３ 測距データ取得部
５ 地図データ記憶部
７ 自己位置推定部
９ 車両情報取得部
１１ 中央制御部
１３ 出力部
２１ 走行予定領域抽出部
２２ 交差物体存在領域抽出部
２３ 物体検出領域決定部
２４ 物体検出部
２５ フィルタ部
２６ 物体追跡部
２７ 走行判断部
９０ 相対速度取得部
２１０ 信号機認識部
２２０ 道路規制認識部

Claims (10)

  1. 自車両周囲の３次元データを取得する測距センサを備え、前記測距センサで取得した３次元データを用いて物体を検出する物体検出装置の物体検出方法であって、
    前記自車両の現在位置周囲の地図データに基づいて、前記自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路上の前記自車両が走行すると推定された走行レーンを走行予定領域として抽出し、
    前記地図データに含まれる道路構造情報から前記走行予定領域の方向へ向かう道路区分を、前記走行予定領域内で前記自車両と将来交差する可能性のある物体が現在存在する交差物体存在領域として推定し、
    前記道路構造情報から前記自車両の現在位置周囲の道路区分を検出し、検出された道路区分の中から前記走行予定領域と交差する道路区分を抽出することによって前記交差物体存在領域を抽出し、
    前記交差物体存在領域内の３次元データを用いて物体を検出することを特徴とする物体検出方法。
  2. 前記自車両の走行計画情報に基づいて前記走行予定領域を設定することを特徴とする請求項１に記載の物体検出方法。
  3. 前記走行予定領域と前記地図データに含まれる道路構造情報から前記自車両と将来交差する可能性がある物体の進行方向を推定し、前記進行方向に基づいて前記交差物体存在領域を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の物体検出方法。
  4. 前記自車両が車線変更する場合には、車線変更後の車線と車線変更後の車線に隣接する車線の前記自車両の前後方向に前記交差物体存在領域を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  5. 前記自車両が複数車線の道路で直進する場合には、前記走行予定領域に隣接する車線の前記自車両前方に前記交差物体存在領域を推定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  6. 前記自車両の速度または前記自車両の周囲に存在する物体と前記自車両との間の相対速度に応じて、前記交差物体存在領域の大きさを設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  7. 前記地図データに含まれる道路構造情報の前記自車両が走行する走行レーンの走行帯区分に基づいて前記走行予定領域を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  8. 前記自車両周囲の信号機の状態に基づいて、前記交差物体存在領域を推定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  9. 前記自車両周囲の道路規制に基づいて、前記交差物体存在領域を推定することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の物体検出方法。
  10. 自車両周囲の３次元データを取得する測距センサを備え、前記測距センサで取得した３次元データを用いて物体を検出する物体検出装置であって、
    前記自車両の現在位置周囲の地図データに基づいて、前記自車両の現在位置から目的地までの走行予定経路上の前記自車両が走行すると推定された走行レーンを走行予定領域として抽出し、
    前記地図データに含まれる道路構造情報から前記走行予定領域の方向へ向かう道路区分を、前記走行予定領域内で前記自車両と将来交差する可能性のある物体が現在存在する交差物体存在領域として推定し、
    前記道路構造情報から前記自車両の現在位置周囲の道路区分を検出し、検出された道路区分の中から前記走行予定領域と交差する道路区分を抽出することによって前記交差物体存在領域を抽出し、
    前記交差物体存在領域内の３次元データを用いて物体を検出するコントローラを備えたことを特徴とする物体検出装置。
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