JP6650344B2 - Object detection device and object detection method - Google Patents
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Description
本開示は、レーダ装置の測定結果を利用して、周辺に存在する物体を精度よく検出することができる物体検出装置及び物体検出方法に関する。 The present disclosure relates to an object detection device and an object detection method that can accurately detect an object existing in the vicinity by using a measurement result of a radar device.
近年、車両の周囲に存在する、他車両、歩行者、二輪車、または、路上にある設置物を検出するレーダ装置が車両に搭載されることが一般的となっている。車載用のレーダ装置は、自車両の前方や側方から接近してくる物体を検出し、自車両との相対位置、または、自車両との相対速度を測定する。そして、車載用のレーダ装置は、測定結果に基づき、自車両と物体とが衝突する可能性が無いかを判断し、可能性が有ると判断した場合には、運転手に警告を提示し、または、自車両の走行を制御することによって、衝突を回避させる。 2. Description of the Related Art In recent years, it has become common for a vehicle to be equipped with a radar device that detects another vehicle, a pedestrian, a two-wheeled vehicle, or an installed object on a road existing around the vehicle. The on-vehicle radar device detects an object approaching from the front or side of the own vehicle, and measures a relative position to the own vehicle or a relative speed to the own vehicle. Then, based on the measurement result, the on-vehicle radar device determines whether there is a possibility of collision between the own vehicle and the object, and when it is determined that there is a possibility, presents a warning to the driver, Alternatively, a collision is avoided by controlling the traveling of the own vehicle.
また、道路周辺に設置されたレーダ装置を用いて、道路の交通を監視または管理するシステムが開発されている。このようなシステムは、例えば、交差点の周辺に設置されたレーダ装置によって、交差点を通過する車両または歩行者を検出し、または、交通流量を計測することによって、信号機を適応的に制御する。また、このようなシステムは、道路内で車両と歩行者との複数物体の衝突の可能性があると判断した場合、運転手や歩行者に警告を提示して、複数物体の衝突を回避させる。 In addition, a system for monitoring or managing traffic on a road using a radar device installed around the road has been developed. Such a system adaptively controls a traffic light by, for example, detecting a vehicle or a pedestrian passing through an intersection or measuring a traffic flow by a radar device installed around the intersection. In addition, when such a system determines that there is a possibility of collision between a vehicle and a pedestrian on a road, a warning is presented to a driver or a pedestrian to prevent the collision of the plurality of objects. .
レーダ装置の他の利用法は、例えば空港、または、その他の施設を監視するために設置される例がある。このようなレーダ装置は、空中または地上からの物体を検知し、関連セキュリティシステムに情報を提供することで、物体の侵入を防止する。 Other uses for radar equipment include, for example, being installed to monitor airports or other facilities. Such a radar device detects an object in the air or from the ground and provides information to a related security system to prevent the object from entering.
このように、レーダ装置は、物体を検出するために様々な場面で利用される。最近では、レーダ装置は、高分解能化によって、同一物体から複数部位の測定データを取得できる。このため、レーダ装置は、同一物体に属する測定データに対してクラスタリング処理を行い、物体領域を確定する。なお、クラスタリング処理とは、ある観測周期において検出された信号をグループ分けし、各グループ(クラスタ)をそれぞれ一つの物体で反射された信号の集合として定義する処理である。 As described above, the radar device is used in various situations to detect an object. Recently, a radar device can acquire measurement data of a plurality of parts from the same object by increasing the resolution. Therefore, the radar apparatus performs a clustering process on the measurement data belonging to the same object, and determines the object region. Note that the clustering process is a process in which signals detected in a certain observation period are grouped, and each group (cluster) is defined as a set of signals reflected by one object.
このようなレーダ装置の一例が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1には、レーダの測定データ群に対して、扇形のクラスタ領域を設定し、同一物体に属する複数の測定データをクラスタリングし、物体の検出と追跡とを行う技術が開示されている。
An example of such a radar device is disclosed in, for example,
しかしながら、上述した特許文献1に開示された技術では、クラスタ領域に入った全ての物体測定データを用いて物体の速度を求めるため、物体の一部が、物体の主要部分の動きとは独立して動いている場合、物体の一部の異なる動きの影響により物体の主要部分の正確な速度の算出が困難となる。例えば、物体が車両である場合、車両の一部である車輪の回転は、車両の主要部分である車体の動きとは独立しており、車輪の回転速度は車体の移動速度よりも速いため、車両速度を求める際に車輪から得た測定データを用いると、算出精度が落ちてしまう。同様に、物体が歩行者である場合は、歩行者の一部である手足を振る速度は歩行者の主要部分である胴体部分の移動速度と異なるため、歩行者の主要部分の移動速度を算出する際に、手足から得た測定データを利用すると、移動速度を正しく算出することは困難である。
However, in the technique disclosed in
本開示の非限定的な実施例は、レーダ測定データをクラスタリングする際に、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部を考慮し、物体の移動速度を正確に求めることができる物体検出装置及び物体検出方法を提供することを目的とする。 A non-limiting example of the present disclosure is that when clustering radar measurement data, it is possible to accurately determine the moving speed of the object by considering a part of the object that moves differently from the movement of the main part of the object. It is an object of the present invention to provide an object detection device and an object detection method that can be used.
本開示の一態様は、1つ以上のレーダ装置の測定範囲を距離及び方位角毎に分割した複数の単位領域に対して、前記1つ以上のレーダ装置が物体からの反射波を用いて生成した測定情報である電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つが入力され、前記測定情報を用いて、前記複数の単位領域の中から、前記物体を捕捉した2つ以上の単位領域を、2つ以上の捕捉点として取得する捕捉点取得部と、前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成するクラスタ生成部と、前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割するサブクラスタ生成部と、前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する速度算出部と、を有する物体検出装置である。 According to one embodiment of the present disclosure, for one of a plurality of unit areas obtained by dividing a measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth, the one or more radar devices generate a reflected wave from an object. At least one of a power profile and a Doppler velocity profile, which are obtained measurement information, is input, and two or more unit regions capturing the object are extracted from the plurality of unit regions by using the measurement information. A capture point acquisition unit that acquires as a capture point, a cluster generation unit that generates one or more clusters including the two or more capture points, and a moving direction different from a main part of the object and each of the clusters. A sub-cluster generating unit that divides into one or more first sub-clusters corresponding to a part of the object having a moving speed and one or more second sub-clusters corresponding to a main part of the object; With one or more capture points belonging to the second sub-cluster, the speed calculation unit for calculating a moving speed of the object, an object detecting device with a.
本開示の他の一態様は、1つ以上のレーダ装置の測定範囲を距離及び方位角毎に分割した複数の単位領域に対して、前記1つ以上のレーダ装置が物体からの反射波を用いて生成した測定情報である電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つが入力され、前記測定情報を用いて、前記複数の単位領域の中から、前記物体を捕捉した2つ以上の単位領域を、2つ以上の捕捉点として取得し、前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成し、前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割し、前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する、物体検出方法である。 According to another embodiment of the present disclosure, for a plurality of unit regions obtained by dividing a measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth, the one or more radar devices use reflected waves from an object. At least one of a power profile and a Doppler velocity profile, which are measurement information generated by the above, is input, and by using the measurement information, two or more unit areas capturing the object are extracted from the plurality of unit areas by two. Acquiring as one or more capture points, generating one or more clusters including the two or more capture points, and generating each of the clusters of the object having a different moving direction and speed from a main portion of the object. One or more first sub-clusters corresponding to a part and one or more second sub-clusters corresponding to a main part of the object are divided, and one or more capture points belonging to the second sub-cluster are determined. Use , And calculates the moving speed of the object is object detection method.
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、装置及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。 These general and specific aspects may be implemented by any combination of systems, devices, and methods.
本開示によれば、レーダ測定データをクラスタリングする際に、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部を考慮し、物体の移動速度を正確に求めることができる。 According to the present disclosure, when clustering radar measurement data, it is possible to accurately calculate the moving speed of an object by considering a part of the object that moves differently from the main part of the object.
本開示の一態様における更なる利点及び効果は、明細書及び図面から明らかにされる。かかる利点及び/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書及び図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and advantages of one aspect of the present disclosure will be apparent from the description and drawings. Such advantages and / or advantages are each provided by some embodiments and by the features described in the specification and drawings, but not necessarily all to achieve one or more identical features. There is no.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
本開示の第1の実施の形態に係る物体検出装置について図面を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態に係る物体検出装置10の主要構成と、レーダ装置20と、車両制御システム30との接続関係を示すブロック図である。図1に示すように、本開示の第1の実施の形態に係る物体検出装置10は、レーダ装置20及び車両制御システム30に接続され、レーダ装置20から出力される測定情報を処理するレーダ信号処理機能の一部を実現し、車両制御システム30に対してレーダ信号処理によって得られた各種情報を出力する。
<First embodiment>
An object detection device according to a first embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an
レーダ装置20は、例えば所定の角度間隔で順次方向を変更し、所定範囲に対してレーダ信号を送信し、レーダ信号が障害物等の物体によって反射した反射信号を受信する。また、レーダ装置20は、反射信号をベースバンドに変換して、レーダ信号の送信方向毎の遅延プロファイル(伝搬遅延特性)を、所定範囲を複数に分割した単位領域毎に取得し、測定結果(測定情報)として物体検出装置10に出力する。
The
車両制御システム30は、物体検出装置10がレーダ装置20の出力するレーダ信号を処理することで検出した物体の位置や速度等の情報を取得し、例えば車両の運転者に対して警告を提示し、また、物体の位置や速度に応じて、衝突の可能性があると判断した場合に、車両の動作を制御する処理(アクセル操作、ブレーキ操作またはハンドル操作)を行う。
The
物体検出装置10は、レーダ装置20から出力された測定情報に基づいて、自車両の周囲に存在する物体を検出し、検出した場合にその物体の位置や速度に関する情報を生成して車両制御システム30に出力する。以下では、物体検出装置10の詳細な構成や、各構成の動作等について詳細に説明する。
The
図1に示すように、物体検出装置10は、捕捉点取得部11、クラスタ生成部12、サブクラスタ生成部13、速度算出部14、追跡部15、及び、物体確定部16を有する。これらの物体検出装置10の各構成は、ソフトウェアまたはLSI回路などのハードウェアで実現してもよいし、車両を制御する電子制御ユニット(Electronic Control Unit:ECU)の一部として実現してもよい。
As illustrated in FIG. 1, the
捕捉点取得部11は、レーダ装置20から測定情報を取得し、単位領域毎の値に基づいて検出した物体に対応する単位領域の候補を抽出する。レーダ装置20から取得する測定情報は、電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルである。
The capture
図2Aは、測定情報の一例としての電力プロファイルを示す概念図である。図2Bは、測定情報の一例としてのドップラ速度プロファイルを示す概念図である。図2A及び図2Bにおいて、横軸がレーダ装置20を基準とした物体の方位角、縦軸がレーダ装置20を基準とした物体までの距離である。図2A及び図2Bにおいて、横軸を10度、縦軸を10m毎に区切って単位領域を構成している。以下では、この単位領域をセルと称する。
FIG. 2A is a conceptual diagram illustrating a power profile as an example of measurement information. FIG. 2B is a conceptual diagram illustrating a Doppler velocity profile as an example of measurement information. 2A and 2B, the horizontal axis represents the azimuth of the object based on the
なお、本開示において、セル(単位領域)の方位角の範囲及び距離の範囲は、上記範囲に限定されない。セルの大きさは、高い分解能を得られるという点では、より小さい方が好ましい。 In the present disclosure, the range of the azimuth angle and the range of the distance of the cell (unit region) are not limited to the above ranges. The size of the cell is preferably smaller from the viewpoint that high resolution can be obtained.
図2Aでは、各セルにおける反射強度を0から5の6段階で示し、レベル5が最も反射強度が強い。図2Bにおいて、各セルにおけるドップラ速度を0から5の6段階で示し、レベル5が最もドップラ速度が速い。なお、ドップラ速度はレーダ装置20に対して物体が近づいているか遠ざかっているかによって符号が違うが、図示を簡単にするため、図2Bでは一例として正極性のドップラ速度を示している。
In FIG. 2A, the reflection intensity in each cell is shown in six levels from 0 to 5, with
捕捉点取得部11は、レーダ装置20から測定情報、すなわち図2Aに示す電力プロファイル及び図2Bに示すドップラ速度プロファイルを取得した後、反射強度とドップラ速度の値がそれぞれ所定のしきい値以内のセルを抽出し、抽出したセルを物体が存在するセルの候補とする。以下では、捕捉点取得部11が抽出する、物体が存在するセルの候補を捕捉点と称する。
After acquiring the measurement information from the
なお、図2A及び図2Bに示す各プロファイルは、説明を簡単にするため、方位角と距離とを座標軸とする直交座標系にて例示されている。このため、各セルの形状は矩形となっている。しかしながら、捕捉点取得部11は、本実施の形態においては、レーダ装置20の位置を中心とした極座標系の測定結果を使用することが望ましい。この場合、セルの形状は扇形となる。なお、以下の説明では、セルの形状にかかわらず、図2A及び図2Bに示す電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの各セルを、1つの点として取り扱うことにする。
Each profile shown in FIGS. 2A and 2B is illustrated in an orthogonal coordinate system using azimuth and distance as coordinate axes for simplicity of description. Therefore, each cell has a rectangular shape. However, in the present embodiment, it is desirable that the capture
クラスタ生成部12は、捕捉点取得部11が抽出した複数の捕捉点をクラスタリングする。クラスタリングの方法やクラスタ形状については本開示では限定せず、公知の方法を利用すればよい。一例として、クラスタ生成部12は、例えば、図3に示すように、クラスタ形状を一定半径の円形とし、取得した捕捉点の中から電力プロファイルにおける反射強度の極大点を求め、極大点を中心点としてクラスタ範囲を確定する。そして、クラスタ範囲に入った全ての捕捉点を1つのクラスタとすればよい。図3は、クラスタ範囲の確定方法の一例について示す図である。なお、クラスタ生成部12は、クラスタ形状として設定する一定半径の円形を、検出対象によって、変更することができる。クラスタ生成部12は、例えば、検出対象が大型車である場合は、半径を5m程度に設定し、中型車では、半径を3mに設定することができる。
The
サブクラスタ生成部13は、クラスタ生成部12が生成した各クラスタに属する捕捉点に対し、方位角測定値とドップラ速度測定値との間の制約関係を利用して、2種類のサブクラスタに分割する。2種類のサブクラスタは、それぞれ、物体の主要部分(物体の本体)に対応するサブクラスタと、物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する物体の一部に対応するサブクラスタである。例えば、物体が車両である場合、1つのサブクラスタは車両の主要部分(車体等)に対応し、もう1つのサブクラスタは車輪に対応している。あるいは、例えば物体が人(歩行者)である場合、1つのサブクラスタは人の主要部分(胴体部分)に対応し、もう1つのサブクラスタは手足等に対応している。以下、サブクラスタ生成部13の処理について詳細に説明する。
The
図4は、レーダ装置20が物体を検出できる空間であるレーダ測定空間の一例を示す図である。説明を簡単にするため、図4では、高さ方向(z軸)を省略し、地面に対応する2次元座標系(x軸、y軸)を表示している。図4において、Ciはあるクラスタに属する捕捉点の1つである(i=1〜N)。また、NはCiが属するクラスタが含む捕捉点の総数である。ドップラ速度プロファイルから求めた各Ciに対応する方位角測定値をθi、ドップラ速度測定値をvr,iとする。クラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動方向の方位角をλall、移動速度の値をvallと仮定すると、下記式(1)が成立する。この式(1)の関係が上記した方位角測定値とドップラ速度測定値との間の制約関係に相当する。
ここで、Ciの属するクラスタが同一速度で移動する物体であれば、クラスタ内全ての捕捉点Ci(i=1〜N)が上記式(1)を満たす。ただし、式(1)のクラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vallと移動方向λallは未知の値である。 Here, if the cluster to which C i belongs is an object that moves at the same speed, all the capture points C i (i = 1 to N) in the cluster satisfy the above equation (1). However, the moving speed v all and the moving direction λ all corresponding to all the capture points C i in the cluster in the equation (1) are unknown values.
式(1)のvallとλallは、以下の2つの方法で確定することができる。以下2つの方法について説明する。 In the equation (1), v all and λ all can be determined by the following two methods. Hereinafter, two methods will be described.
第1の方法は、回帰計算による算出方法である。図4において、捕捉点Ci(i=1〜N)のそれぞれについて、ドップラ速度プロファイルから求めた各Ciに対応する測定値をθiとvr,iをすれば、下記式(2)が成立する。
式(2)において、vall−x及びvall−yはCiを含むクラスタ全体の速度、つまり、物体全体の速度のx成分及びy成分を示す。式(2)を用いて、例えば最小二乗法のような、公知の回帰計算手法により、N個の測定値(方位角及び速度)からパラメータvall−x及びvall−yを算出することができる。そして、算出したvall−x及びvall−yを用いて、下記式(3)及び式(4)によりクラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vallと移動方向λallを算出する。
上述した回帰計算は、複数回繰り返して実施してもよい。すなわち、算出した回帰計算の結果に基づいて、誤差の大きい捕捉点、例えば、ノイズにより発生したレーダ装置による測定誤差、を排除し、再度回帰計算を行うことで、算出するクラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vall及び移動方向λallの精度を向上させるようにしてもよい。本開示では、回帰計算の具体的な方法については限定しない。 The regression calculation described above may be repeatedly performed a plurality of times. That is, based on the result of the calculated regression calculation, capture points with large errors, for example, measurement errors due to the radar device caused by noise are eliminated, and the regression calculation is performed again. The accuracy of the moving speed v all and the moving direction λ all corresponding to C i may be improved. In the present disclosure, a specific method of the regression calculation is not limited.
第2の方法として、時間の経過に伴う物体の移動を追跡し、追跡によって得られた情報を利用して、図5に示すようにクラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vallと移動方向λallを算出する方法がある。具体的には、電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つを用いて、図5に示すように、現時刻の物体(クラスタの中心)の位置を(xall−2,yall−2)、レーダ測定取得の周期における1周期前のクラスタの中心位置を(xall−1,yall−1)とすると、クラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vall及び移動方向λallは下記式(5)及び式(6)により算出できる。なお、図5は、時間の経過に伴うクラスタの移動を示す概念図である。なお、クラスタの中心の位置は、各クラスタ内の捕捉点Ciの位置情報の平均値である。
ただし、Tはレーダ測定取得の周期であり、位置(xall−1,yall−1)にあるクラスタが(xall−2,yall−2)に移動するまでの時間である。 Here, T is the period of radar measurement acquisition, and is the time until the cluster at the position (x all−1 , y all−1 ) moves to (x all−2 , y all−2 ).
サブクラスタ生成部13は、以上のように求めたクラスタ内全ての捕捉点Ciに対応する移動速度vallと移動方向λallをパラメータとした式(1)に基づき、クラスタに属する全捕捉点を2種類のサブクラスタに分割する。具体的には、図6に示すように、θ−vr座標系における式(1)の曲線と、各捕捉点との距離によって、距離が大きいサブクラスタと、距離が小さいサブクラスタとの2種類のサブクラスタとに分割する。図6は、θ−vr座標系における式(1)の曲線と、各捕捉点との距離を例示する図である。
具体的には、サブクラスタ生成部13は、例えば図6に示すように、θ−vr座標系における曲線vr=vallcos(λall−θ)(図6に示す実線の曲線)の上下に曲線vr=(vall±Δv)cos(λall−θ)(図6に示す点線の曲線)を設ける。サブクラスタ生成部13は、点線の曲線で囲まれる領域内に位置する捕捉点(黒丸)と、点線の曲線で囲まれる領域外に位置する捕捉点(白丸)とを、それぞれ異なる2種類のサブクラスタに分割する。
Specifically, the
ここで、Δvは適宜設定されるしきい値である。例えば物体が車両の場合、点線の曲線で囲まれる領域内に位置する捕捉点は、車輪以外の車体の反射によるものであり、点線の曲線で囲まれる領域外に位置する捕捉点は車輪の反射によるものである可能性が高い。 Here, Δv is an appropriately set threshold value. For example, when the object is a vehicle, the capture points located in the area surrounded by the dotted curve are due to the reflection of the vehicle body other than the wheels, and the capture points located outside the area surrounded by the dotted curve are the reflections of the wheels. Is likely to be due to
このように、サブクラスタ生成部13は、各捕捉点の移動方向や移動速度に基づいて、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタと、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部に対応するサブクラスタと、に分割する。
As described above, the
速度算出部14は、点線の曲線で囲まれる領域内の捕捉点(図6に示す黒丸)を利用し、以下の式(2−2)、式(3−2)及び(4−2)を用いて実際の移動速度vtargetと実際の移動方向λtargetを算出する。すなわち、速度算出部14は、車輪以外の車体の動きに対応するサブクラスタに属する捕捉点を利用してクラスタの速度算出を行う。
なお、vmain−x及びvmain−yは、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタに含まる捕捉点Cmi(mi=1〜M、M<N)によって求められた値である。 Note that v main-x and v main-y are values obtained by the capture points C mi (mi = 1 to M, M <N) included in the subcluster corresponding to the movement of the main part of the object.
このため、物体の主要部分となる動きとは異なる動きをする物体の一部、すなわち例えば物体が車両である場合の車輪部分や、物体が人である場合の手足等の動きに影響を抑制し、物体の主要部分となる移動速度を算出することができる。なお、速度算出部14は、式(3−2)を用いて実際の移動速度vtargetを算出するため、速度算出部14が算出する実際の移動速度vtargetは、クラスタのドップラ速度(1次元速度:レーダ装置の特定方位方向の速度)ではなく、x成分及びy成分を有する速度(2次元速度)となる。
For this reason, a part of the object that moves differently from the movement that becomes the main part of the object, that is, for example, a wheel part when the object is a vehicle, or a movement of a limb or the like when the object is a person is suppressed. , It is possible to calculate the moving speed that is the main part of the object. Incidentally, the
なお、サブクラスタ生成部13によるサブクラスタの生成と、速度算出部14による実際の移動速度vtarget及び実際の移動方向λtargetの算出を、回帰的に繰り返し行い、パラメータの算出精度を向上させるようにしてもよい。
The generation of the sub-cluster by the
追跡部15は、公知の追跡技術、例えばαβフィルタやカルマンフィルタ等を利用し、クラスタの追跡処理を行う。ただし、追跡要素として、速度に関しては、ドップラ速度の追跡ではなく、2次元速度の追跡を行う。また、クラスタの速度を算出する際に、クラスタの全捕捉点でなく、図6に示した点線の曲線で囲まれる領域内のサブクラスタに含まれる捕捉点を利用する。すなわち、追跡部15は、物体の一部ではなく、物体の主要部分となる動きを追跡している。
The
以下、追跡部15によりαβフィルタを利用した追跡の一例について説明する。αβフィルタの処理を下記式(7)から式(10)に示す。
式(7)から式(10)において、X及びVは下記式(11)及び式(12)に示すような2次元ベクトルである。
式(7)では、平滑位置Xskを予測位置Xpkと測定位置Xokを用いて算出する。重み付けは、パラメータαを用いて調整する。なお、平滑位置とは、サンプリング時刻kにおけるクラスタの推定位置である。 In equation (7), it is calculated by using the smoothed position X sk and the predicted position X pk measurement position X ok. The weight is adjusted using the parameter α. Note that the smooth position is the estimated position of the cluster at the sampling time k.
また、式(8)では、平滑速度Vskを予測速度Vpkと測定速度Vokを用いて算出する。また、重み付けは、パラメータβを用いて調整する。なお、平滑速度とは、サンプリング時刻kにおけるクラスタの推定速度である。 Further, in Formula (8), it is calculated by using the smoothed velocity V sk and predicted velocity V pk measurement speed V ok. The weight is adjusted using the parameter β. Note that the smoothing speed is the estimated speed of the cluster at the sampling time k.
予測位置Xpkは式(9)によって算出される。また、予測速度Vpkは式(10)によって算出される。式(9)及び式(10)において、物体の運動を等速モデルで表現しており、時刻k−1における平滑位置Xsk−1と平滑速度Vsk−1を用いて時刻kにおける予測位置Xpkと予測速度Vpkとを算出している。 The predicted position X pk is calculated by Expression (9). Further, the predicted speed Vpk is calculated by Expression (10). In equations (9) and (10), the motion of the object is represented by a constant velocity model, and the predicted position at time k is calculated using the smooth position X sk-1 and the smooth speed V sk-1 at time k -1. X pk and the predicted speed V pk are calculated.
追跡部15は、当該クラスタに属する全捕捉点を利用し、全捕捉点の平均位置をクラスタの測定位置Xokとする。さらに、追跡部15は、速度算出部14が算出した速度をクラスタの測定速度Vokとする。すなわち、測定速度Vokは、クラスタの全捕捉点ではなく、サブクラスタに属する捕捉点に依存して決定される。
The
なお、追跡部15におけるパラメータαとβの選択方法や、追跡の起動方法等は公知の手法を利用すればよく、本開示では特に限定しない。
A known method may be used for the method of selecting the parameters α and β in the
物体確定部16は、捕捉点の分布形状、図2A及び図2Bに示す反射強度の分布、ドップラ速度の分布、さらに追跡部15による追跡結果の平滑速度等に基づいて、公知のテンプレートマッチング手法等によってレーダ装置20が検出した物体の種別(車両あるいは歩行者等)を判別する。物体確定部16による物体判別の方法については、本開示では限定しない。物体判別の方法には、公知の技術を利用すればよい。そして、物体確定部16は、検出された物体の位置や移動速度等、物体に関する情報を車両制御システム30に対して出力する。
The
次に、第1の実施の形態に係る物体検出装置10の動作例について説明する。図7は、物体検出装置10の動作例を示すフローチャートである。ステップS1において、捕捉点取得部11は、レーダ装置20から測定情報を取得する。そして、ステップS2において、捕捉点取得部11は、測定情報に基づいて捕捉点を抽出し取得する。
Next, an operation example of the
ステップS3において、クラスタ生成部12は、複数の捕捉点をクラスタリングする。そして、ステップS4においてサブクラスタ生成部13はクラスタ生成部12が生成したクラスタを2種類のサブクラスタに分割する。
In step S3, the
ステップS5において、速度算出部14は、サブクラスタ生成部13が生成したサブクラスタのうち、物体の一部に対応するサブクラスタに属する捕捉点を用いて、クラスタの2次元速度を算出する。
In step S5, the
ステップS6において、追跡部15は追跡処理を行う。具体的には、1回前のレーダ測定周期における平滑位置Xsk−1及び平滑速度Vsk−1を利用して予測位置Xpk及び予測速度Vpkを算出する。そして、追跡部15は、クラスタに属する全捕捉点の平均位置を測定位置Xok、速度算出部14が算出した速度を測定速度Vokとして、測定位置Xok及び予測位置Xpkに基づいて現在の周期の平滑位置Xskを、測定速度Vok及び予測速度Vpkに基づいて平滑速度Vskを算出する。
In step S6, the
ステップS7において、物体確定部16は、追跡部15の追跡結果等に基づいて、物体の種別を判別し、判別結果を出力する。
In step S7, the
以上説明したように、本開示の第1の実施の形態に係る物体検出装置10は、所定範囲を距離及び方位角毎に複数に分割した単位領域の中から、レーダ装置が反射波を用いて生成した、当該所定範囲に関する電力プロファイル及び/またはドップラ速度プロファイルである測定情報が所定のしきい値を超えるものを、物体を捕捉する捕捉点として取得する捕捉点取得部と、前記捕捉点を、全ての捕捉点がいずれかのクラスタに属し、かつ、各クラスタが少なくとも1つの捕捉点を含むようにクラスタリングするクラスタ生成部と、前記クラスタ生成部が生成した各クラスタを、当該クラスタに対応する前記物体の主要部分の移動方向及び移動速度とは異なる動きをする前記物体の一部に対応するサブクラスタと、前記物体の主要部分に対応するサブクラスタとの2種類のサブクラスタに分割するサブクラスタ生成部と、前記物体の主要部分に対応するサブクラスタに属する捕捉点を用いて、前記クラスタの移動速度を算出する速度算出部と、を有する。
As described above, the
このような構成により、第1の実施の形態に係る物体検出装置10によれば、レーダ測定結果に基づいて検出した物体に対応するクラスタを、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタと、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部(例えば、物体が車両である場合の車輪部分や、物体が人である場合の手足等)に対応するサブクラスタとに分割する。そして、クラスタの速度を算出するときに、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタに属する捕捉点を利用してクラスタの速度算出を行っている。このため、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部、すなわち例えば物体が車両である場合の車輪部分や、物体が人である場合の手足等の動きに影響を抑制し、物体の主要部分の移動速度を正確に算出することができる。
With such a configuration, according to the
従って、第1の実施の形態に係る物体検出装置10によれば、クラスタの移動速度を正確に算出することができるので、その後のクラスタの追跡処理や、追跡結果を用いた物体の種別の判別処理を高精度で行うことができるようになる。
Therefore, according to the
また、第1の実施の形態に係る物体検出装置10によれば、式(1)により速度算出部14がドップラ速度(1次元速度)ではなく物体の平面上速度(2次元速度)を算出する。物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部が存在する場合、物体の主要部分のドップラ速度を正確に追跡することは困難であるため、精度の良い2次元速度を算出することで、物体の主要部分のドップラ速度を補うことができるようになる。
In addition, according to the
また、第1の実施の形態に係る物体検出装置10は、物体に関する情報に、サブクラスタに関する情報として、サブクラスタの数、位置、及び各サブクラスタの大きさと速度分布も含めて出力してもよい。物体確定部16は、サブクラスタに関する情報のうち少なくとも1つを利用して、更に、物体の特定部分に関する情報を検知し、物体状況を判定(例えば、車種判別、人数判断)する処理が考えられる。
Also, the
例えば、物体確定部16は、サブクラスタに関する情報が車輪を反映する場合、車輪の数及び位置を、サブクラスタに関する情報のうち少なくとも1つから検知することで、車種(例えば、2輪車、乗用車、大型車)を判別することができる。また、物体確定部16は、サブクラスタに関する情報が歩行者の手足の動作を反映する場合、サブクラスタに関する情報のうち少なくとも1つから手足の数を検知することで、人数を確定することができる。
For example, when the information on the sub-clusters reflects wheels, the
そして、上記に説明したように、レーダ装置及び本開示の物体検出装置を車両に搭載することにより、レーダ装置による車両の周囲に存在する物体の速度を正確に求めることができ、自車両周辺に存在する車両、二輪車、及び歩行者等を正確に検出することができる。また、これらの移動速度を精度よく検出できるので、例えば自車両との衝突可能性を予測することができる。衝突可能性があると判断した場合は、衝突回避のための警告や制御を行うことができるので、交通事故の防止に効果がある。 Then, as described above, by mounting the radar device and the object detection device of the present disclosure on the vehicle, the speed of the object existing around the vehicle by the radar device can be accurately obtained, and the speed around the own vehicle can be determined. Existing vehicles, two-wheeled vehicles, pedestrians, and the like can be accurately detected. In addition, since these moving speeds can be detected with high accuracy, it is possible to predict, for example, the possibility of collision with the host vehicle. When it is determined that there is a possibility of a collision, a warning and control for avoiding a collision can be performed, which is effective in preventing a traffic accident.
なお、本開示の物体検出装置は車両以外にも搭載され、例えば、交差点を含む道路周辺に存在する車両、二輪車、及び歩行者等を正確に検出するために、道路周辺に設置されたレーダ装置に接続されて使用されてもよい。この場合には、交差点等における車両、二輪車、及び歩行者等の衝突の可能性の予測、衝突の回避、及び、交通量の把握と管理を行うことができる。その結果、交通事故の防止し、交通管理の効率化に効果がある。 Note that the object detection device of the present disclosure is also mounted on vehicles other than vehicles. For example, radar devices installed around roads to accurately detect vehicles, motorcycles, pedestrians, and the like existing around roads including intersections. May be connected to and used. In this case, it is possible to predict the possibility of collision of a vehicle, a motorcycle, a pedestrian, or the like at an intersection or the like, avoid a collision, and grasp and manage the traffic volume. As a result, it is effective in preventing traffic accidents and improving the efficiency of traffic management.
あるいは、本開示の物体検出装置は、例えば空港、建物、または、施設の監視を行うレーダ装置に接続されていてもよい。例えば小型飛行体や鳥、侵入者等を正確に検出することができるので、施設の安全が確保される。 Alternatively, the object detection device of the present disclosure may be connected to, for example, a radar device that monitors an airport, a building, or a facility. For example, a small flying object, a bird, an intruder, and the like can be accurately detected, so that the safety of the facility is ensured.
<第2の実施の形態>
図8は、本開示の第2の実施の形態に係る物体検出装置10Aの主要構成と、レーダ装置20と、車両制御システム30との接続関係を示すブロック図である。図8において、図1と共通する構成には、図1と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図8に示す物体検出装置10Aは、速度算出部141を有する。速度算出部141は、第1の実施の形態に係る物体検出装置10の速度算出部14とは異なる動作を行う。
<Second embodiment>
FIG. 8 is a block diagram illustrating a main configuration of the
第1の実施の形態の速度算出部14では2次元速度を利用してクラスタの速度を算出していたが、第2の実施の形態の速度算出部141は、物体の主要部分に対応するサブクラスタに属する捕捉点のドップラ速度の平均値を利用して速度の算出を行う。第2の実施の形態では、速度の算出にドップラ速度を利用するため、第1の実施の形態1において速度を算出するために使用していた式(1)は使用しない(式(1)の速度vallはドップラ速度ではなく物体の平面上の速度であるため)が、例えば公知の速度算出法を使用すればよい。具体的には、例えば、サブクラスタに属する捕捉点のドップラ速度の平均値を測定速度Vokとし、式(8)を使用して平滑速度Vskを算出するようにすればよい。
Although the
以上説明したように、本開示の第2の実施の形態に係る物体検出装置10Aは、所定範囲にレーダ送信波を送信し、その反射波を受信して、当該所定範囲に関する電力プロファイル及び/またはドップラ速度プロファイルである測定情報を生成するレーダ装置から取得した前記測定情報に基づいて、前記所定範囲を所定の距離及び方位角毎に複数に分割した単位領域毎の前記電力プロファイル及び/またはドップラ速度プロファイルが所定のしきい値を超える少なくとも1つの領域を、物体を捕捉する捕捉点として取得する捕捉点取得部と、前記少なくとも1つの捕捉点を、少なくとも1つのクラスタにクラスタリングするクラスタ生成部と、前記クラスタ生成部が生成した各クラスタを、当該クラスタに対応する前記物体の主要部分の移動方向及び移動速度とは異なる動きをする前記物体の一部に対応するサブクラスタと、前記物体の主要部分に対応するサブクラスタの2種類のサブクラスタに分割するサブクラスタ生成部と、前記物体の主要部分に対応するサブクラスタに属する単位領域のドップラ速度の平均値に基づいて、前記クラスタの移動速度を算出する速度測定値算出部と、を有する。
As described above, the
このような構成により、第2の実施の形態に係る物体検出装置10Aによれば、第1の実施の形態と同様に、レーダ測定結果に基づいて検出した物体に対応するクラスタを、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタと、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部(例えば、物体が車両である場合の車輪部分や、物体が人である場合の手足等)に対応するサブクラスタとに分割する。そして、クラスタの速度を算出するときに、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタに属する捕捉点を利用してクラスタの速度算出を行っている。
このため、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部、すなわち例えば物体が車両である場合の車輪部分や、物体が人である場合の手足等の動きに影響を受けずに、物体の主要部分の移動速度を正確に算出することができる。また、第2の実施の形態に係る物体検出装置10Aは、ドップラ速度から2次元速度を算出するための捕捉点の数が不十分で、回帰計算精度を保証できない場合にも、速度算出の精度を向上させることができる。
With such a configuration, according to the
For this reason, a part of the object that moves differently from the movement of the main part of the object, that is, for example, a wheel part when the object is a vehicle or a limb or the like when the object is a person without being affected by the movement In addition, the moving speed of the main part of the object can be accurately calculated. Also, the
<第3の実施の形態>
図9は、本開示の第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bの主要構成と、レーダ装置20と、車両制御システム30との接続関係を示すブロック図である。図9において、図1と共通する構成には、図1と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bは、図9に示すように、第1の実施の形態に係る物体検出装置10のサブクラスタ生成部13と追跡部15の間にマイクロ速度算出部18が挿入された構成を有する。また、第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bは、第1の実施の形態における追跡部15が追跡部15Bに、第1の実施の形態における物体確定部16が物体確定部16Bに、それぞれ置き換わった構成を有する。
<Third embodiment>
FIG. 9 is a block diagram illustrating a main configuration of the
マイクロ速度算出部18は、サブクラスタ生成部13が生成したサブクラスタのうち、図6に示す点線の曲線で囲まれる領域外に位置する捕捉点(白丸)のドップラ速度の平均値を算出し、クラスタのマイクロ速度vmicroとする。このマイクロ速度vmicroは、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部の速度に対応している。
The
追跡部15Bは、追跡に利用する速度ベクトルVの次元を拡大する。例えばαβフィルタの場合、速度ベクトルは下記のように拡大される。
式(13)において、vmicroはマイクロ速度算出部18より算出した速度である。vmicroはクラスタ(物体)の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部の速度であるため、実施の形態3では、物体判別の特徴量として利用する。
In the equation (13), v micro is a speed calculated by the micro
物体確定部16Bは、第1の実施の形態の物体確定部16で利用した特徴にマイクロ速度の特徴を加え、物体判別を実現する。物体確定部16Bは、マイクロ速度vmicroの時系列的変化を把握することによって、物体判別をより正確に行うことができる。
The
以上説明したように、第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bは、前記物体の一部に対応するサブクラスタに属する単位領域のドップラ速度の平均値であるマイクロ速度を算出するマイクロ速度算出部と、前記クラスタ生成部が生成したクラスタに対して追跡処理を行う追跡部と、に有し、前記追跡部は、前記速度算出部の算出した移動速度と、前記マイクロ速度算出部が算出した前記マイクロ速度と、を前記クラスタの移動速度とする。
As described above, the
このような構成により、第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bによれば、物体の主要部分の動きに対応するサブクラスタと、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部に対応するサブクラスタの両方を追跡し、両方から得られた位置及び速度を用いて物体の種別を判別するので、物体の種別の判別精度が向上する。
With such a configuration, according to the
具体的には、例えば、物体として、ドローン等と称される小型飛行物体と鳥の2種類の飛行物体がレーダ装置20の検出範囲内に存在した場合に、これら2種類の飛行物体の主要部分が似たような速度で移動していたとしても、例えば小型飛行物体の一部であるプロペラ部分の回転速度は、鳥の翼の羽ばたき速度より明らかに速い。このため、物体の主要部分の動きとは異なる動きをする物体の一部の速度を算出することで、小型飛行物体と鳥とを精度よく判別することができるようになる。なお、レーダ装置20の検出範囲内にどちらか一方の飛行物体が存在する場合は、予め小型飛行物体におけるプロペラ部分の回転速度や、鳥の翼の羽ばたき速度等の情報を取得しておくことで、精度よく判別することができる。第3の実施の形態に係る物体検出装置10Bは、上記した小型飛行物体と鳥の他にも、例えば手押し自転車と歩行者との判別、自転車とランニング中の人との判別等も精度よく行うことができる。
Specifically, for example, when two types of flying objects called a drone or the like and a bird are present within the detection range of the
<第4の実施の形態>
図10は、本開示の第4の実施の形態に係る物体検出装置10Cの主要構成と、2つのレーダ装置201及び202と、車両制御システム30との接続関係を示すブロック図である。図10において、図1と共通する構成には、図1と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第4の実施の形態に係る物体検出装置10Cは、2つの捕捉点取得部111と112、2つのクラスタ生成部121と122、及び空間位置統合部19が挿入された構成を有する。
<Fourth embodiment>
FIG. 10 is a block diagram illustrating a main configuration of an
図10及び図11に示すように、第4の実施の形態では、2台のレーダ装置201及び202を異なる空間位置に設置する場合の対応方法を開示する。図11は、2つのレーダ装置201及び202の配置例を示す図である。
As shown in FIGS. 10 and 11, the fourth embodiment discloses a method for installing two
レーダ装置201から出力された測定情報を用いて、捕捉点取得部111が捕捉点を取得し、クラスタ生成部121がクラスタを生成する。同様に、レーダ装置202から出力された測定情報を用いて、捕捉点取得部112が捕捉点を取得し、クラスタ生成部122がクラスタを生成する。
Using the measurement information output from the
空間位置統合部19は、レーダ装置201とレーダ装置202に対して、同一の基準座標系を設定する。空間位置統合部19は、例えば、レーダ装置201の座標系を基準座標系として利用する。そして、空間位置統合部19は、各レーダ装置201及び202の設置位置に基づいて、2台のレーダ装置からクラスタ生成部121及び122により生成されたクラスタが同一の物体に対応するかを判断する。
The spatial
そして、空間位置統合部19は、クラスタが同一の物体に対応するクラスタであると判断した場合は、捕捉点取得部111及び112が取得した捕捉点を統合し、クラスタの捕捉点とする。例えば、捕捉点取得部111が取得した捕捉点がC1i(i=1〜N)、捕捉点取得部112が取得した捕捉点がC2j(j=1〜M)とすれば、統合した後の捕捉点の数はN+M個である。
If the spatial
また、空間位置統合部19は、レーダ装置201及び202の設置位置の相違に起因するパラメータの調整処理、具体的には、例えば各レーダ装置201及び202から同一の物体を測定した場合、物体の方位角が異なるため、方角差異を補正する処理等を行う。
In addition, the spatial
サブクラスタ生成部13、速度算出部14、追跡部15、及び物体確定部16は、これらのN+M個の捕捉点に対して、上記した第1の実施の形態と同様の動作を行う。
The
以上説明したように、第4の実施の形態に係る物体検出装置10Cは、互いに異なる位置に設置された少なくとも2つのレーダ装置のそれぞれが、互いに異なる所定範囲にレーダ送信波を送信し、その反射波を受信して、前記所定範囲に関する電力プロファイル及び/またはドップラ速度プロファイルである測定情報を生成し、当該少なくとも2つのレーダ装置のそれぞれから取得した前記測定情報に基づいて、前記所定範囲を所定の距離及び方位角毎に複数に分割した単位領域毎の前記電力プロファイル及び/またはドップラ速度プロファイルが所定のしきい値を超える少なくとも1つの領域を、物体を捕捉する捕捉点として取得する少なくとも2つの捕捉点取得部と、前記少なくとも2つの捕捉点取得部がそれぞれ取得した前記少なくとも1つの捕捉点を、少なくとも1つのクラスタにクラスタリングする少なくとも2つのクラスタ生成部と、前記少なくとも2つのクラスタ生成部がそれぞれ生成したクラスタと、前記少なくとも2つのレーダ装置とを含む同一の座標系を設定する空間位置統合部と、をさらに有する。
As described above, in the
このような構成により、例えば2地点にレーダ装置を設置して交差点等の要監視地点の物体検出を行う場合に、交差点内に存在する車両、歩行者、二輪車等の各物体を精度よく検出することができる。また、各物体の移動速度を精度よく検出できるので、例えばこれらの物体同士の衝突予測等を行うことができ、警報を発する等の対処を行うことができるようになる。 With such a configuration, for example, when the radar device is installed at two points and an object at a monitoring required point such as an intersection is detected, each object such as a vehicle, a pedestrian, and a two-wheeled vehicle existing at the intersection is accurately detected. be able to. In addition, since the moving speed of each object can be detected with high accuracy, it is possible to predict a collision between these objects, for example, and to take measures such as issuing an alarm.
なお、上記第4の実施の形態では、捕捉点取得部とクラスタ生成部が2台のレーダ装置201及び202に合わせてそれぞれ2つずつ設けられていたが、本開示はこれに限定されない。例えば、1つの捕捉点取得部と1つのクラスタ生成部が、2台のレーダ装置201及び202からそれぞれ測定情報を取得し、これらを別々に処理し、空間位置統合部19において別々に処理されたクラスタを統合するようにしてもよい。
In the fourth embodiment, two capture point acquisition units and two cluster generation units are provided for each of the two
以上、本開示の物体検出装置の実施の形態について説明した。これらの実施の形態は、本開示の物体検出装置の一例に過ぎず、各種変形を行ってもよい。また、上記で説明した各実施の形態は、適宜組み合わせてもよい。例えば、第4の実施の形態に係る物体検出装置10Cに、第3の実施の形態にて説明したマイクロ速度算出部と追跡部とを加えてもよい。このような構成の場合、物体のマイクロ速度特徴を異なる方向から取得でき、物体判別精度を向上させることができる。
The embodiment of the object detection device according to the present disclosure has been described above. These embodiments are merely examples of the object detection device of the present disclosure, and various modifications may be made. Further, the embodiments described above may be appropriately combined. For example, the micro speed calculation unit and the tracking unit described in the third embodiment may be added to the
<実施形態のまとめ>
本開示の第1の態様に係る物体検出装置は、1つ以上のレーダ装置の測定範囲を距離及び方位角毎に分割した複数の単位領域に対して、前記1つ以上のレーダ装置が物体からの反射波を用いて生成した測定情報である電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つが入力され、前記測定情報を用いて、前記複数の単位領域の中から、前記物体を捕捉した2つ以上の単位領域を、2つ以上の捕捉点として取得する捕捉点取得部と、前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成するクラスタ生成部と、前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割するサブクラスタ生成部と、前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する速度算出部と、を有する。
<Summary of Embodiment>
The object detection device according to the first aspect of the present disclosure is configured such that the one or more radar devices are separated from the object by a plurality of unit regions obtained by dividing a measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth. At least one of a power profile and a Doppler velocity profile, which are measurement information generated using reflected waves, is input, and, using the measurement information, two or more of the plurality of unit regions that have captured the object. A capture point acquisition unit that acquires a unit region as two or more capture points; a cluster generation unit that generates one or more clusters including the two or more capture points; Dividing into one or more first sub-clusters corresponding to a part of the object having a moving direction and a moving speed different from a part and one or more second sub-clusters corresponding to a main part of the object It has a sub-cluster generating unit, using one or more capture points belonging to the second sub-cluster, the speed calculation unit for calculating a moving speed of the object, the.
本開示の第2の態様に係る物体検出装置は、第1の態様に係る物体検出装置において、前記速度算出部は、前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点に対応する、電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つを用いて、前記物体の移動速度を算出する。 An object detection device according to a second aspect of the present disclosure is the object detection device according to the first aspect, wherein the speed calculation unit is configured to output a power profile corresponding to one or more capture points belonging to the second sub-cluster. And at least one of a Doppler velocity profile and a moving velocity of the object.
本開示の第3の態様に係る物体検出装置は、第1の態様に係る物体検出装置において、前記物体の移動速度は、ドップラ速度である。 An object detection device according to a third aspect of the present disclosure is the object detection device according to the first aspect, wherein the moving speed of the object is a Doppler speed.
本開示の第4の態様に係る物体検出装置は、第1から第3の態様のいずれかに係る物体検出装置において、前記第2サブクラスタを用いて、前記クラスタに対して追跡処理を行う追跡部をさらに有する。 An object detection device according to a fourth aspect of the present disclosure is the object detection device according to any one of the first to third aspects, wherein the tracking that performs a tracking process on the cluster using the second sub-cluster is provided. Further comprising a part.
本開示の第5の態様に係る物体検出装置は、第4の態様に係る物体検出装置において、前記測定情報及び前記追跡部による追跡結果に基づいて、前記物体の種別を判別する物体確定部をさらに有する。 An object detection device according to a fifth aspect of the present disclosure is the object detection device according to the fourth aspect, wherein the object determination unit that determines the type of the object based on the measurement information and a tracking result by the tracking unit. Have more.
本開示の第6の態様に係る物体検出装置は、第5の態様に係る物体検出装置において、前記物体確定部は、前記第1サブクラスタの数、位置、大きさ及び速度分布のうち少なくとも1つを用いて、車種の判別を行う。 An object detection device according to a sixth aspect of the present disclosure is the object detection device according to the fifth aspect, wherein the object determination unit includes at least one of the number, position, size, and velocity distribution of the first sub-cluster. The vehicle type is discriminated using the two.
本開示の第7の態様に係る物体検出装置は、第5の態様に係る物体検出装置において、前記物体確定部は、前記第1サブクラスタの数、位置、大きさ及び速度分布のうち少なくとも1つを用いて、人数の判別を行う。 An object detection device according to a seventh aspect of the present disclosure is the object detection device according to the fifth aspect, wherein the object determination unit includes at least one of the number, position, size, and velocity distribution of the first sub-cluster. The number of persons is determined using the numbers.
本開示の第8の態様に係る物体検出装置は、第1から第7の態様のいずれかに係る物体検出装置において、前記サブクラスタ生成部は、前記クラスタに属する単位領域において、前記電力プロファイル及び前記ドップラ速度プロファイルの少なくともいずれか1つを用いて、前記第1及び第2サブクラスタを生成する。 An object detection device according to an eighth aspect of the present disclosure is the object detection device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the sub-cluster generation unit is configured to execute the sub-cluster generation unit in the unit area belonging to the cluster. The first and second subclusters are generated using at least one of the Doppler velocity profiles.
本開示の第9の態様に係る物体検出装置は、第8の態様に係る物体検出装置において、前記サブクラスタ生成部は、下記式(1)に示す曲線からの距離が所定のしきい値以内である捕捉点を用いて前記第1及び第2サブクラスタを生成する。
本開示の第10の態様に係る物体検出装置は、第1の態様に係る物体検出装置において、前記第2サブクラスタに属する単位領域におけるドップラ速度の平均値であるマイクロ速度を算出するマイクロ速度算出部と、前記クラスタ生成部が生成したクラスタに対して追跡処理を行う追跡部と、をさらに有し、前記追跡部は、前記速度算出部の算出した前記物体の移動速度と、前記マイクロ速度算出部が算出した前記マイクロ速度との両方、を前記クラスタの移動速度とする。 The object detection device according to a tenth aspect of the present disclosure is the object detection device according to the first aspect, wherein the micro speed calculation that calculates a micro speed that is an average value of Doppler velocities in a unit area belonging to the second sub-cluster. And a tracking unit that performs a tracking process on the cluster generated by the cluster generation unit, wherein the tracking unit calculates the moving speed of the object calculated by the speed calculation unit and the micro speed calculation. Both the micro speed calculated by the unit and the moving speed of the cluster are set as the moving speed of the cluster.
本開示の第11の態様に係る物体検出装置は、第1の態様に係る物体検出装置において、前記捕捉点取得部は、互いに異なる位置に設置された複数のレーダ装置から、互いに異なる複数の測定情報が入力され、前記各測定情報に基づいて、前記各レーダ装置の測定範囲を分割した複数の単位領域の中から、前記各レーダ装置によって捕捉された前記物体の2つ以上の捕捉点を取得し、前記クラスタ生成部は、前記各レーダ装置によって捕捉された前記物体の2つ以上の捕捉点を含む前記各レーダ装置に対応した1つ以上のクラスタを生成し、前記各レーダ装置に対応した1つ以上のクラスタと、前記複数のレーダ装置と、を含む同一の座標系を設定する空間位置統合部をさらに有する。 An object detection device according to an eleventh aspect of the present disclosure is the object detection device according to the first aspect, wherein the capturing point acquisition unit performs a plurality of different measurements from a plurality of radar devices installed at different positions. Information is input, and two or more capture points of the object captured by each radar device are acquired from a plurality of unit areas obtained by dividing the measurement range of each radar device based on each measurement information. Then, the cluster generation unit generates one or more clusters corresponding to the respective radar devices including two or more capture points of the object captured by the respective radar devices, and corresponds to the respective radar devices. The apparatus further includes a spatial position integrating unit that sets the same coordinate system including one or more clusters and the plurality of radar devices.
本開示の第12の態様に係る物体検出方法は、1つ以上のレーダ装置の測定範囲を距離及び方位角毎に分割した複数の単位領域に対して、前記1つ以上のレーダ装置が物体からの反射波を用いて生成した測定情報である電力プロファイル及びドップラ速度プロファイルの少なくとも1つが入力され、前記測定情報を用いて、前記複数の単位領域の中から、前記物体を捕捉した2つ以上の単位領域を、2つ以上の捕捉点として取得し、前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成し、前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割し、前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する。 An object detection method according to a twelfth aspect of the present disclosure is characterized in that, for a plurality of unit areas obtained by dividing the measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth, At least one of a power profile and a Doppler velocity profile, which are measurement information generated using reflected waves, is input, and, using the measurement information, two or more of the plurality of unit regions that have captured the object. A unit area is obtained as two or more capture points, one or more clusters including the two or more capture points are generated, and each of the clusters is moved in a different moving direction and a different moving speed from a main part of the object. Divided into one or more first sub-clusters corresponding to a part of the object having one or more and one or more second sub-clusters corresponding to a main part of the object, and belonging to the second sub-cluster. Using the above capture points, and calculates the moving speed of the object.
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described with reference to the drawings, it is needless to say that the present disclosure is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present disclosure. I understand. Further, each component in the above embodiment may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the disclosure.
上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。 In each of the above embodiments, the present disclosure has been described with respect to an example in which the present disclosure is configured using hardware, but the present disclosure can also be realized by software in cooperation with hardware.
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子及び出力端子を有する集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。 Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically implemented as an LSI which is an integrated circuit having an input terminal and an output terminal. These may be individually integrated into one chip, or may be integrated into one chip so as to include some or all of them. Although an LSI is used here, it may be called an IC, a system LSI, a super LSI, or an ultra LSI depending on the degree of integration.
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。 Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized using a dedicated circuit or a general-purpose processor. After the LSI is manufactured, a field programmable gate array (FPGA) that can be programmed and a reconfigurable processor that can reconfigure connection or setting of circuit cells inside the LSI may be used.
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により,LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。 Further, if an integrated circuit technology that replaces the LSI appears due to the progress of the semiconductor technology or another technology derived therefrom, the functional blocks may be integrated using the technology. Application of biotechnology, etc. is possible.
本開示は、レーダ装置の測定結果を用いて物体の検出を行う物体検出装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure can be used for an object detection device that detects an object using a measurement result of a radar device.
10,10A,10B,10C 物体検出装置
11,111,112 捕捉点取得部
12,121,122 クラスタ生成部
13 サブクラスタ生成部
14,141 速度算出部
15,15B 追跡部
16,16B 物体確定部
18 マイクロ速度算出部
19 空間位置統合部
20,201,202 レーダ装置
30 車両制御システム
10, 10A, 10B, 10C
Claims (12)
前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成するクラスタ生成部と、
前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割するサブクラスタ生成部と、
前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する速度算出部と、
を有する物体検出装置。 A power profile, which is measurement information generated by the one or more radar devices using reflected waves from an object, for a plurality of unit regions obtained by dividing the measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth. And acquiring at least one of the Doppler velocity profiles and acquiring, as the two or more capturing points, two or more unit areas capturing the object from the plurality of unit areas using the measurement information. A point acquisition unit;
A cluster generation unit that generates one or more clusters including the two or more capture points;
One or more first sub-clusters corresponding to a part of the object having a different moving direction and moving speed from a main part of the object, and one or more first sub-clusters corresponding to a main part of the object. A sub-cluster generation unit that divides into a second sub-cluster,
A speed calculation unit that calculates a moving speed of the object using one or more capture points belonging to the second sub-cluster;
An object detection device having:
請求項1に記載の物体検出装置。 The speed calculating unit calculates a moving speed of the object using at least one of a power profile and a Doppler speed profile corresponding to one or more capturing points belonging to the second sub-cluster.
The object detection device according to claim 1.
請求項1に記載の物体検出装置。 The moving speed of the object is a Doppler speed,
The object detection device according to claim 1.
請求項1から3のいずれか一項に記載の物体検出装置。 A tracking unit that performs a tracking process on the cluster using the second sub-cluster;
The object detection device according to claim 1.
請求項4に記載の物体検出装置。 Based on the measurement information and the tracking result by the tracking unit, further comprising an object determination unit that determines the type of the object,
The object detection device according to claim 4.
請求項5に記載の物体検出装置。 The object determination unit determines a vehicle type using at least one of the number, position, size, and speed distribution of the first sub-cluster.
The object detection device according to claim 5.
請求項5に記載の物体検出装置。 The object determination unit determines the number of people using at least one of the number, position, size, and velocity distribution of the first sub-cluster.
The object detection device according to claim 5.
請求項1から7のいずれか一項に記載の物体検出装置。 The sub-cluster generation unit generates the first and second sub-clusters using at least one of the power profile and the Doppler velocity profile in a unit area belonging to the cluster,
The object detection device according to claim 1.
請求項8に記載の物体検出装置。
An object detection device according to claim 8.
前記クラスタ生成部が生成したクラスタに対して追跡処理を行う追跡部と、
をさらに有し、
前記追跡部は、前記速度算出部の算出した前記物体の移動速度と、前記マイクロ速度算出部が算出した前記マイクロ速度との両方、を前記クラスタの移動速度とする、
請求項1に記載の物体検出装置。 A micro speed calculation unit that calculates a micro speed that is an average value of Doppler velocities in a unit area belonging to the second sub-cluster;
A tracking unit that performs a tracking process on the cluster generated by the cluster generation unit;
Further having
The tracking unit, the moving speed of the object calculated by the speed calculating unit, and both the micro speed calculated by the micro speed calculating unit, the moving speed of the cluster,
The object detection device according to claim 1.
前記クラスタ生成部は、前記各レーダ装置によって捕捉された前記物体の2つ以上の捕捉点を含む前記各レーダ装置に対応した1つ以上のクラスタを生成し、
前記各レーダ装置に対応した1つ以上のクラスタと、前記複数のレーダ装置と、を含む同一の座標系を設定する空間位置統合部をさらに有する、
請求項1に記載の物体検出装置。 The capture point acquisition unit, a plurality of measurement information different from each other is input from a plurality of radar devices installed at different positions from each other, based on the measurement information, a plurality of divided measurement range of each radar device. Acquiring two or more capture points of the object captured by each radar device from the unit area,
The cluster generation unit generates one or more clusters corresponding to each radar device including two or more capture points of the object captured by each radar device,
A spatial position integrating unit that sets the same coordinate system including at least one cluster corresponding to each radar device and the plurality of radar devices;
The object detection device according to claim 1.
前記測定情報を用いて、前記複数の単位領域の中から、前記物体を捕捉した2つ以上の単位領域を、2つ以上の捕捉点として取得し、
前記2つ以上の捕捉点を含む1つ以上のクラスタを生成し、
前記各クラスタを、前記物体の主要部分とは異なる移動方向及び移動速度を有する前記物体の一部に対応する1つ以上の第1サブクラスタと、前記物体の主要部分に対応する1つ以上の第2サブクラスタとに分割し、
前記第2サブクラスタに属する1つ以上の捕捉点を用いて、前記物体の移動速度を算出する、
物体検出方法。 A power profile, which is measurement information generated by the one or more radar devices using reflected waves from an object, for a plurality of unit regions obtained by dividing the measurement range of one or more radar devices for each distance and azimuth. And at least one of a Doppler velocity profile is input;
Using the measurement information, from among the plurality of unit regions, two or more unit regions capturing the object are acquired as two or more capture points,
Generating one or more clusters including the two or more capture points;
One or more first sub-clusters corresponding to a part of the object having a different moving direction and moving speed from the main part of the object, and one or more first sub-clusters corresponding to the main part of the object. Divided into a second sub-cluster and
Calculating a moving speed of the object using one or more capture points belonging to the second sub-cluster;
Object detection method.
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