JP6664371B2

JP6664371B2 - 物体認識装置、物体認識方法及び車両

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Publication number: JP6664371B2
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Inventors: 拓幸向井
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Description

本発明は、物体認識装置、物体認識方法及び車両に関する。

車両の自動運転に関する様々な技術が開発されている。特許文献１には、車両に搭載されたレーダセンサや及びＣＣＤカメラにより検出された周囲の走行環境情報に基づいて前方に障害物があるか否かを判定する技術が記載されている。レーダセンサにより検出された周囲状況に関する取得情報の信頼度と、ＣＣＤカメラにより検出された周囲状況に関する取得情報の信頼度とがそれぞれ演算される。これらの信頼度は、レーダセンサ及びＣＣＤカメラにより検出された障害物に関する大きさや位置等の合致度が高いほど高くなるように演算される。

特開２００７−１７６２６５号

複数のセンサの検出結果を統合して物体を判定する判定部が複数系統ある場合に、それらの判定結果が食い違う場合がある。従来の方法では、このような場合に信頼度が高い物体認識を行うことが困難であった。本発明の一部の側面は、信頼度の高い物体認識を行うことを目的とする。

一部の実施形態によれば、物体を認識するための物体認識装置であって、少なくとも第１センサ及び第２センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第１物体判定部と、少なくとも第３センサ及び第４センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第２物体判定部と、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部の少なくとも一方による判定結果に基づいて前記物体を認識する物体認識部と、前記第１センサによる検出結果と前記第２センサによる検出結果との差を算出する第１算出部と、前記第３センサによる検出結果と前記第４センサによる検出結果との差を算出する第２算出部と、前記第１算出部及び前記第２算出部による算出結果に基づいて、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部による判定結果の信頼度を決定する信頼度決定部と、を備え、前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ及び前記第４センサは、別個のセンサであることを特徴とする物体認識装置が提供される。

本発明によれば、信頼度の高い物体認識を行うことが可能になる。

実施形態に係る車両用制御システムのブロック図。実施形態に係る車両用制御システムのブロック図。実施形態に係る車両用制御システムのブロック図。実施形態に係る車両用制御システムのブロック図。実施形態に係る物体認識方法を説明するフローチャート。実施形態に係る自車の外部の物体を説明する模式図。

図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る車両用制御システム１のブロック図である。制御システム１は、車両Ｖを制御する。図１および図２において、車両Ｖはその概略が平面図と側面図とで示されている。車両Ｖは一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。制御システム１は、制御装置１Ａと制御装置１Ｂとを含む。図１は制御装置１Ａを示すブロック図であり、図２は制御装置１Ｂを示すブロック図である。図３は主に、制御装置１Ａと制御装置１Ｂとの間の通信回線及び電源の構成を示している。

制御装置１Ａと制御装置１Ｂとは車両Ｖが実現する一部の機能を多重化又は冗長化したものである。これによりシステムの信頼性を向上することができる。制御装置１Ａは、例えば、自動運転制御や、手動運転における通常の動作制御の他、危険回避等に関わる走行支援制御も行う。制御装置１Ｂは主に危険回避等に関わる走行支援制御を司る。走行支援のことを運転支援と呼ぶ場合がある。制御装置１Ａと制御装置１Ｂとで機能を冗長化しつつ、異なる制御処理を行わせることで、制御処理の分散化を図りつつ、信頼性を向上できる。

本実施形態の車両Ｖはパラレル方式のハイブリッド車両であり、図２には、車両Ｖの駆動輪を回転させる駆動力を出力するパワープラント５０の構成が模式的に図示されている。パワープラント５０は内燃機関ＥＧ、モータＭおよび自動変速機ＴＭを有している。モータＭは車両Ｖを加速させる駆動源として利用可能であると共に減速時等において発電機としても利用可能である（回生制動）。

＜制御装置１Ａ＞
図１を参照して制御装置１Ａの構成について説明する。制御装置１Ａは、ＥＣＵ群（制御ユニット群）２Ａを含む。ＥＣＵ群２Ａは、複数のＥＣＵ２０Ａ〜２９Ａを含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合したりすることが可能である。なお、図１および図３においてはＥＣＵ２０Ａ〜２９Ａの代表的な機能の名称を付している。例えば、ＥＣＵ２０Ａには「自動運転ＥＣＵ」と記載している。

ＥＣＵ２０Ａは、車両Ｖの走行制御として自動運転に関わる制御を実行する。自動運転においては車両Ｖの駆動（パワープラント５０による車両Ｖの加速等）、操舵または制動の少なくとも１つを、運転者の運転操作に依らず自動的に行う。本実施形態では、駆動、操舵および制動を自動的に行う。

ＥＣＵ２１Ａは、車両Ｖの周囲状況を検知する検知ユニット３１Ａ、３２Ａの検知結果に基づいて、車両Ｖの走行環境を認識する環境認識ユニットである。ＥＣＵ２１Ａは周辺環境情報として後述する物標データを生成する。

本実施形態の場合、検知ユニット３１Ａは、撮像により車両Ｖの周囲の物体を検知する撮像デバイス（以下、カメラ３１Ａと表記する場合がある。）である。カメラ３１Ａは車両Ｖの前方を撮影可能なように、車両Ｖのルーフ前部に設けられている。カメラ３１Ａが撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。

本実施形態の場合、検知ユニット３２Ａは、光により車両Ｖの周囲の物体を検知するライダ（Light Detection and Ranging）であり（以下、ライダ３２Ａと表記する場合がある）、車両Ｖの周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、ライダ３２Ａは５つ設けられており、車両Ｖの前部の各隅部に１つずつ、後部中央に１つ、後部各側方に１つずつ設けられている。ライダ３２Ａの数や配置は適宜選択可能である。

ＥＣＵ２９Ａは、検知ユニット３１Ａの検知結果に基づいて、車両Ｖの走行制御として走行支援（換言すると運転支援）に関わる制御を実行する走行支援ユニットである。

ＥＣＵ２２Ａは、電動パワーステアリング装置４１Ａを制御する操舵制御ユニットである。電動パワーステアリング装置４１Ａは、ステアリングホイールＳＴに対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。電動パワーステアリング装置４１Ａは操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮したりするモータや、モータの回転量を検知するセンサや、運転者が負担する操舵トルクを検知するトルクセンサ等を含む。

ＥＣＵ２３Ａは、油圧装置４２Ａを制御する制動制御ユニットである。油圧装置４２Ａは例えばＥＳＢ（電動サーボブレーキ）を実現する。ブレーキペダルＢＰに対する運転者の制動操作はブレーキマスタシリンダＢＭにおいて液圧に変換されて油圧装置４２Ａに伝達される。油圧装置４２Ａは、ブレーキマスタシリンダＢＭから伝達された液圧に基づいて、四輪にそれぞれ設けられたブレーキ装置（例えばディスクブレーキ装置）５１に供給する作動油の液圧を制御可能なアクチュエータであり、ＥＣＵ２３Ａは油圧装置４２Ａが備える電磁弁等の駆動制御を行う。本実施形態の場合、ＥＣＵ２３Ａおよび油圧装置２３Ａは電動サーボブレーキを構成し、ＥＣＵ２３Ａは、例えば、４つのブレーキ装置５１による制動力と、モータＭの回生制動による制動力との配分を制御する。

ＥＣＵ２４Ａは、自動変速機ＴＭに設けられている電動パーキングロック装置５０ａを制御する停止維持制御ユニットである。電動パーキングロック装置５０ａは、主としてＰレンジ（パーキングレンジ）選択時に自動変速機ＴＭの内部機構をロックする機構を備える。ＥＣＵ２４Ａは電動パーキングロック装置５０ａによるロックおよびロック解除を制御可能である。

ＥＣＵ２５Ａは、車内に情報を報知する情報出力装置４３Ａを制御する車内報知制御ユニットである。情報出力装置４３Ａは例えばヘッドアップディスプレイ等の表示装置や音声出力装置を含む。更に、振動装置を含んでもよい。ＥＣＵ２５Ａは、例えば、車速や外気温等の各種情報や、経路案内等の情報を情報出力装置４３Ａに出力させる。

ＥＣＵ２６Ａは、車外に情報を報知する情報出力装置４４Ａを制御する車外報知制御ユニットである。本実施形態の場合、情報出力装置４４Ａは方向指示器（ハザードランプ）であり、ＥＣＵ２６Ａは方向指示器として情報出力装置４４Ａの点滅制御を行うことで車外に対して車両Ｖの進行方向を報知し、また、ハザードランプとして情報出力装置４４Ａの点滅制御を行うことで車外に対して車両Ｖへの注意力を高めることができる。

ＥＣＵ２７Ａは、パワープラント５０を制御する駆動制御ユニットである。本実施形態では、パワープラント５０にＥＣＵ２７Ａを１つ割り当てているが、内燃機関ＥＧ、モータＭおよび自動変速機ＴＭのそれぞれにＥＣＵを１つずつ割り当ててもよい。ＥＣＵ２７Ａは、例えば、アクセルペダルＡＰに設けた操作検知センサ３４ａやブレーキペダルＢＰに設けた操作検知センサ３４ｂにより検知した運転者の運転操作や車速等に対応して、内燃機関ＥＧやモータＭの出力を制御したり、自動変速機ＴＭの変速段を切り替えたりする。なお、自動変速機ＴＭには車両Ｖの走行状態を検知するセンサとして、自動変速機ＴＭの出力軸の回転数を検知する回転数センサ３９が設けられている。車両Ｖの車速は回転数センサ３９の検知結果から演算可能である。

ＥＣＵ２８Ａは、車両Ｖの現在位置や進路を認識する位置認識ユニットである。ＥＣＵ２８Ａは、ジャイロセンサ３３Ａ、ＧＰＳセンサ２８ｂ、通信装置２８ｃの制御および検知結果あるいは通信結果の情報処理を行う。ジャイロセンサ３３Ａは車両Ｖの回転運動を検知する。ジャイロセンサ３３の検知結果等により車両Ｖの進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２８ｂは、車両Ｖの現在位置を検知する。通信装置２８ｃは、地図情報や交通情報を提供するサーバと無線通信を行い、これらの情報を取得する。データベース２８ａには、高精度の地図情報を格納することができ、ＥＣＵ２８Ａはこの地図情報等に基づいて、車線上の車両Ｖの位置をより高精度に特定可能である。

入力装置４５Ａは運転者が操作可能に車内に配置され、運転者からの指示や情報の入力を受け付ける。

＜制御装置１Ｂ＞
図２を参照して制御装置１Ｂの構成について説明する。制御装置１Ｂは、ＥＣＵ群（制御ユニット群）２Ｂを含む。ＥＣＵ群２Ｂは、複数のＥＣＵ２１Ｂ〜２５Ｂを含む。各ＥＣＵは、ＣＰＵに代表されるプロセッサ、半導体メモリ等の記憶デバイス、外部デバイスとのインタフェース等を含む。記憶デバイスにはプロセッサが実行するプログラムやプロセッサが処理に使用するデータ等が格納される。各ＥＣＵはプロセッサ、記憶デバイスおよびインタフェース等を複数備えていてもよい。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については適宜設計可能であり、本実施形態よりも細分化したり、あるいは、統合したりすることが可能である。なお、ＥＣＵ群２Ａと同様、図２および図３においてはＥＣＵ２１Ｂ〜２５Ｂの代表的な機能の名称を付している。

ＥＣＵ２１Ｂは、車両Ｖの周囲状況を検知する検知ユニット３１Ｂ、３２Ｂの検知結果に基づいて、車両Ｖの走行環境を認識する環境認識ユニットであると共に、車両Ｖの走行制御として走行支援（換言すると運転支援）に関わる制御を実行する走行支援ユニットである。ＥＣＵ２１Ｂは周辺環境情報として後述する物標データを生成する。

なお、本実施形態では、ＥＣＵ２１Ｂが環境認識機能と走行支援機能とを有する構成としたが、制御装置１ＡのＥＣＵ２１ＡとＥＣＵ２９Ａのように、機能毎にＥＣＵを設けてもよい。逆に、制御装置１Ａにおいて、ＥＣＵ２１Ｂのように、ＥＣＵ２１ＡとＥＣＵ２９Ａの機能を１つのＥＣＵで実現する構成であってもよい。

本実施形態の場合、検知ユニット３１Ｂは、撮像により車両Ｖの周囲の物体を検知する撮像デバイス（以下、カメラ３１Ｂと表記する場合がある。）である。カメラ３１Ｂは車両Ｖの前方を撮影可能なように、車両Ｖのルーフ前部に設けられている。カメラ３１Ｂが撮影した画像の解析により、物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。本実施形態の場合、検知ユニット３２Ｂは、電波により車両Ｖの周囲の物体を検知するミリ波レーダであり（以下、レーダ３２Ｂと表記する場合がある）、車両Ｖの周囲の物標を検知したり、物標との距離を測距したりする。本実施形態の場合、レーダ３２Ｂは５つ設けられており、車両Ｖの前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に１つずつ設けられている。レーダ３２Ｂの数や配置は適宜選択可能である。

ＥＣＵ２２Ｂは、電動パワーステアリング装置４１Ｂを制御する操舵制御ユニットである。電動パワーステアリング装置４１Ｂは、ステアリングホイールＳＴに対する運転者の運転操作（操舵操作）に応じて前輪を操舵する機構を含む。電動パワーステアリング装置４１Ｂは操舵操作をアシストしたり、あるいは、前輪を自動操舵するための駆動力を発揮したりするモータや、モータの回転量を検知するセンサや、運転者が負担する操舵トルクを検知するトルクセンサ等を含む。また、ＥＣＵ２２Ｂには後述する通信回線Ｌ２を介して操舵角センサ３７が電気的に接続されており、操舵角センサ３７の検知結果に基づいて電動パワーステアリング装置４１Ｂを制御可能である。ＥＣＵ２２Ｂは、運転者がステアリングハンドルＳＴを把持しているか否かを検知するセンサ３６の検知結果を取得可能であり、運転者の把持状態を監視することができる。

ＥＣＵ２３Ｂは、油圧装置４２Ｂを制御する制動制御ユニットである。油圧装置４２Ｂは例えばＶＳＡ（Vehicle Stability Assist）を実現する。ブレーキペダルＢＰに対する運転者の制動操作はブレーキマスタシリンダＢＭにおいて液圧に変換されて油圧装置４２Ｂに伝達される。油圧装置４２Ｂは、ブレーキマスタシリンダＢＭから伝達された液圧に基づいて、各車輪のブレーキ装置５１に供給する作動油の液圧を制御可能なアクチュエータであり、ＥＣＵ２３Ｂは油圧装置４２Ｂが備える電磁弁等の駆動制御を行う。

本実施形態の場合、ＥＣＵ２３Ｂおよび油圧装置２３Ｂには、四輪それぞれに設けられた車輪速センサ３８、ヨーレートセンサ３３Ｂ、ブレーキマスタシリンダＢＭ内の圧力を検知する圧力センサ３５が電気的に接続され、これらの検知結果に基づき、ＡＢＳ機能、トラクションコントロールおよび車両Ｖの姿勢制御機能を実現する。例えば、ＥＣＵ２３Ｂは、四輪それぞれに設けられた車輪速センサ３８の検知結果に基づき各車輪の制動力を調整し、各車輪の滑走を抑制する。また、ヨーレートセンサ３３Ｂが検知した車両Ｖの鉛直軸回りの回転角速度に基づき各車輪の制動力を調整し、車両Ｖの急激な姿勢変化を抑制する。

また、ＥＣＵ２３Ｂは、車外に情報を報知する情報出力装置４３Ｂを制御する車外報知制御ユニットとしても機能する。本実施形態の場合、情報出力装置４３Ｂはブレーキランプであり、制動時等にＥＣＵ２３Ｂはブレーキランプを点灯可能である。これにより後続車に対して車両Ｖへの注意力を高めることができる。

ＥＣＵ２４Ｂは、後輪に設けられている電動パーキングブレーキ装置（例えばドラムブレーキ）５２を制御する停止維持制御ユニットである。電動パーキングブレーキ装置５２は後輪をロックする機構を備える。ＥＣＵ２４Ｂは電動パーキングブレーキ装置５２による後輪のロックおよびロック解除を制御可能である。

ＥＣＵ２５Ｂは、車内に情報を報知する情報出力装置４４Ｂを制御する車内報知制御ユニットである。本実施形態の場合、情報出力装置４４Ｂはインストルメントパネルに配置される表示装置を含む。ＥＣＵ２５Ｂは情報出力装置４４Ｂに車速、燃費等の各種の情報を出力させることが可能である。

入力装置４５Ｂは運転者が操作可能に車内に配置され、運転者からの指示や情報の入力を受け付ける。

＜通信回線＞
ＥＣＵ間を通信可能に接続する、制御システム１の通信回線の例について図３を参照して説明する。制御システム１は、有線の通信回線Ｌ１〜Ｌ７を含む。通信回線Ｌ１には、制御装置１Ａの各ＥＣＵ２０Ａ〜２７Ａ、２９Ａが接続されている。なお、ＥＣＵ２８Ａも通信回線Ｌ１に接続されてもよい。

通信回線Ｌ２には、制御装置１Ｂの各ＥＣＵ２１Ｂ〜２５Ｂが接続されている。また、制御装置１ＡのＥＣＵ２０Ａも通信回線Ｌ２に接続されている。通信回線Ｌ３はＥＣＵ２０ＡとＥＣＵ２１Ａを接続する。通信回線Ｌ５はＥＣＵ２０Ａ、ＥＣＵ２１ＡおよびＥＣＵ２８Ａを接続する。通信回線Ｌ６はＥＣＵ２９ＡとＥＣＵ２１Ａを接続する。通信回線Ｌ７はＥＣＵ２９ＡとＥＣＵ２０Ａを接続する。

通信回線Ｌ１〜Ｌ７のプロトコルは同じであっても異なっていてもよいが、通信速度、通信量や耐久性等、通信環境に応じて異ならせてもよい。例えば、通信回線Ｌ３およびＬ４は通信速度の点でEthernet（登録商標）であってもよい。例えば、通信回線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５〜Ｌ７はＣＡＮであってもよい。

制御装置１Ａは、ゲートウェイＧＷを備えている。ゲートウェイＧＷは、通信回線Ｌ１と通信回線Ｌ２を中継する。このため、例えば、ＥＣＵ２１Ｂは通信回線Ｌ２、ゲートウェイＧＷおよび通信回線Ｌ１を介してＥＣＵ２７Ａに制御指令を出力可能である。

＜電源＞
制御システム１の電源について図３を参照して説明する。制御システム１は、大容量バッテリ６と、電源７Ａと、電源７Ｂとを含む。大容量バッテリ６はモータＭの駆動用バッテリであると共に、モータＭにより充電されるバッテリである。

電源７Ａは制御装置１Ａに電力を供給する電源であり、電源回路７１Ａとバッテリ７２Ａとを含む。電源回路７１Ａは、大容量バッテリ６の電力を制御装置１Ａに供給する回路であり、例えば、大容量バッテリ６の出力電圧（例えば１９０Ｖ）を、基準電圧（例えば１２Ｖ）に降圧する。バッテリ７２Ａは例えば１２Ｖの鉛バッテリである。バッテリ７２Ａを設けたことにより、大容量バッテリ６や電源回路７１Ａの電力供給が遮断あるいは低下した場合であっても、制御装置１Ａに電力の供給を行うことができる。

電源７Ｂは制御装置１Ｂに電力を供給する電源であり、電源回路７１Ｂとバッテリ７２Ｂとを含む。電源回路７１Ｂは、電源回路７１Ａと同様の回路であり、大容量バッテリ６の電力を制御装置１Ｂに供給する回路である。バッテリ７２Ｂは、バッテリ７２Ａと同様のバッテリであり、例えば１２Ｖの鉛バッテリである。バッテリ７２Ｂを設けたことにより、大容量バッテリ６や電源回路７１Ｂの電力供給が遮断あるいは低下した場合であっても、制御装置１Ｂに電力の供給を行うことができる。

＜全体構成＞
図４を参照して車両Ｖの全体構成を別の観点から説明する。車両Ｖは、制御装置１Ａ、制御装置１Ｂ、外界認識装置群８２及びアクチュエータ群８３を含む。

外界認識装置群８２は、車両Ｖに搭載された外界認識装置（センサ）の集合である。外界認識装置群８２は、上述のカメラ３１Ａ、カメラ３１Ｂ、ライダ３２Ａ及びレーダ３２Ｂを含む。カメラ３１Ａ及びライダ３２ＡはＥＣＵ２１Ａを介してＥＣＵ２０Ａに接続されている。カメラ３１Ａ及びライダ３２Ａで得られた外界情報は、ＥＣＵ２０Ａに供給され、カメラ３１Ａ及びライダ３２ＡはＥＣＵ２０Ａからの指示に従って動作する。カメラ３１Ｂ及びレーダ３２ＢはＥＣＵ２１Ｂに接続されている。カメラ３１Ｂ及びライダ３２Ｂで得られた外界情報は、ＥＣＵ２１Ｂに供給され、カメラ３１Ｂ及びレーダ３２ＢはＥＣＵ２１Ｂからの指示に従って動作する。ＥＣＵ２１Ｂは、カメラ３１Ｂ及びライダ３２Ｂで得られた外界情報をＥＣＵ２０Ａに供給してもよい。これによって、ＥＣＵ２０Ａは、カメラ３１Ａ、カメラ３１Ｂ、ライダ３２Ａ及びレーダ３２Ｂのそれぞれから得られた外界情報を用いて自動運転の制御を実行できる。カメラ３１Ａとカメラ３１Ｂとは互いに等しい検出特性を有する。例えば、カメラ３１Ａ及びカメラ３１Ｂは可視光を検出対象とする。

アクチュエータ群８３は、車両Ｖに搭載されたアクチュエータの集合である。アクチュエータ群８３は、上述の電動パワーステアリング装置４１Ａ、電動パワーステアリング装置４１Ｂ、油圧装置４２Ａ、油圧装置４２Ｂ及びパワープラント５０を含む。電動パワーステアリング装置４１Ａ、油圧装置４２Ａ及びパワープラント５０はＥＣＵ２２Ａ、ＥＣＵ２３Ａ及びＥＣＵ２７Ａを介してＥＣＵ２０Ａに接続されている。これに代えて、ＥＣＵ２０Ａは、電動パワーステアリング装置４１Ａ、油圧装置４２Ａ及びパワープラント５０のうちの一部のみに接続されていてもよい。電動パワーステアリング装置４１Ａ、油圧装置４２Ａ及びパワープラント５０はＥＣＵ２０Ａからの指示に従って動作する。電動パワーステアリング装置４１Ｂ及び油圧装置４２Ｂは、ＥＣＵ２２Ｂ及びＥＣＵ２２Ｂを介してＥＣＵ２１Ｂに接続されている。これに代えて、ＥＣＵ２１Ｂは、電動パワーステアリング装置４１Ｂ及び油圧装置４２Ｂの一部のみに接続されていてもよい。電動パワーステアリング装置４１Ｂ及び油圧装置４２ＢはＥＣＵ２１Ｂからの指示に従って動作する。

パワープラント５０は、車両Ｖの駆動を行うので、縦制御アクチュエータの一種である。さらに、パワープラント５０は、左右の車輪の駆動力の分配を変更することによって車両Ｖの方向を変更可能であるので、横制御アクチュエータの一種でもある。油圧装置４２Ａ及び油圧装置４２Ｂはそれぞれ、車両Ｖの制動を行うので、縦制御アクチュエータの一種である。さらに、油圧装置４２Ａ及び油圧装置４２Ｂはそれぞれ、ブレーキトルクベクタリングによって車両Ｖの方向を変更可能であるので、横制御アクチュエータの一種でもある。電動パワーステアリング装置４１Ａ及び電動パワーステアリング装置４１Ｂはそれぞれ、車両Ｖの操舵を制御するので、横制御アクチュエータの一種である。

ＥＣＵ２０Ａは、通信路を通じて外界認識装置群８２の一部（カメラ３１Ａ及びライダ３２Ａ）と通信し、別の通信路を通じてアクチュエータ群８３の一部（電動パワーステアリング装置４１Ａ、油圧装置４２Ａ、パワープラント５０）と通信する。ＥＣＵ２１Ｂは、通信路を通じて外界認識装置群８２の一部（カメラ３１Ｂ及びレーダ３２Ｂ）と通信し、別の通信路を通じてアクチュエータ群８３の一部（電動パワーステアリング装置４１Ｂ、油圧装置４２Ｂ）と通信する。ＥＣＵ２０Ａに接続されている通信路とＥＣＵ２１Ｂに接続されている通信路とは互いに異なっていてもよい。これらの通信路は例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）であるが、イーサネット（登録商標）であってもよい。また、ＥＣＵ２０ＡとＥＣＵ２１Ｂとが通信路を通じて互いに接続されている。この通信路は例えばＣＡＮ（コントローラエリアネットワーク）であるが、イーサネットであってもよい。また、ＣＡＮとイーサネットとの両方で接続されていてもよい。

＜制御例＞
図５を参照して、車両Ｖにおいて物体を認識するための方法について説明する。上述の制御システム１がこの方法を実行する。すなわち、制御システム１は、物体認識装置と呼ばれうる。認識される物体は車両Ｖの外部にある物体であり、例えば車両Ｖの周囲にある他車両、歩行者、固定された障害物（ガードレールなど）を含む。以下の説明では、物体の例として先行車両６０１を扱う。この方法は、例えば車両Ｖの自動運転中に反復して（例えば、１ｍｓの周期で）実行される。ＥＣＵ２０Ａは、物体の認識結果に基づいて自動運転を行う。車両Ｖの周囲に複数の物体が存在する場合に、それぞれの物体に対して以下の処理が行われてもよい。

ステップＳ５０１で、ＥＣＵ２１Ａは、少なくともカメラ３１Ａ及びライダ３２Ａによる先行車両６０１の検出結果に基づいて先行車両６０１を判定する。この処理において、ＥＣＵ２１Ａは、物体認識部として機能する。カメラ３１Ａによる先行車両６０１の検出結果には、例えば、車両Ｖと先行車両６０１との間の距離、先行車両６０１の大きさ（幅や高さ）、先行車両６０１の速度などが含まれる。ライダ３２Ａによる先行車両６０１の検出結果も同様のものを含みうる。先行車両６０１を判定することは、例えばカメラ３１Ａによる検出結果とライダ３２Ａによる検出結果とを統合することによって、先行車両６０１との距離や先行車両６０１の大きさ、先行車両６０１の速度を判定することを含む。ステップＳ５０１をＥＣＵ２１Ａが行う代わりに、例えばＥＣＵ２０Ａが行ってもよい。

ステップＳ５０２で、ＥＣＵ２１Ｂは、少なくともカメラ３１Ｂ及びレーダ３２Ｂによる先行車両６０１の検出結果に基づいて先行車両６０１を判定する。この処理において、ＥＣＵ２１Ｂは、物体認識部として機能する。カメラ３１Ｂ及びレーダ３２Ｂによる先行車両６０１の検出結果はカメラ３１Ａによる先行車両６０１の検出結果も同様のものを含みうる。ステップＳ５０２をＥＣＵ２１Ｂが行う代わりに、例えばＥＣＵ２０Ａが行ってもよい。ステップＳ５０１とステップＳ５０２とは逆の順序で実行されてもよいし、並行して実行されてもよい。

ステップＳ５０３で、ＥＣＵ２１Ａは、カメラ３１Ａによる検出結果とライダ３２Ａによる検出結果との差を算出する。この処理において、ＥＣＵ２１Ａは、算出部として機能する。例えば、検出結果が車両Ｖと先行車両６０１との間の距離を含む場合に、ＥＣＵ２１Ａは、カメラ３１Ａによって検出された距離とライダ３２Ａによって検出された距離との差を算出する。別の例で、検出結果が先行車両６０１の速度を含む場合に、ＥＣＵ２１Ａは、カメラ３１Ａによって検出された速度とライダ３２Ａによって検出された速度との差を算出する。ステップＳ５０３をＥＣＵ２１Ａが行う代わりに、例えばＥＣＵ２０Ａが行ってもよい。

ステップＳ５０４で、ＥＣＵ２１Ｂは、カメラ３１Ｂによる検出結果とレーダ３２Ｂによる検出結果との差を算出する。この処理において、ＥＣＵ２１Ｂは、算出部として機能する。例えば、検出結果が車両Ｖと先行車両６０１との間の距離を含む場合に、ＥＣＵ２１Ｂは、カメラ３１Ｂによって検出された距離とレーダ３２Ｂによって検出された距離との差を算出する。別の例で、検出結果が先行車両６０１の速度を含む場合に、ＥＣＵ２１Ｂは、カメラ３１Ｂによって検出された速度とレーダ３２Ｂによって検出された速度との差を算出する。ステップＳ５０４をＥＣＵ２１Ｂが行う代わりに、例えばＥＣＵ２０Ａが行ってもよい。ステップＳ５０３とステップＳ５０４とは逆の順序で実行されてもよいし、並行して実行されてもよい。

ステップＳ５０５で、ＥＣＵ２０Ａは、カメラ３１Ａ又はライダ３２Ａによる検出結果と、カメラ３１Ｂ又はレーダ３２Ｂによる検出結果との間に所定のばらつきがあるかどうかを判定する。例えば、ＥＣＵ２０Ａは、カメラ３１Ａによる検出結果とカメラ３１Ｂによる検出結果との間に所定のばらつきがあるかどうかを判定する。ＥＣＵ２０Ａは、一方の検出結果が他方の検出結果の９５％以下又は１０５％以上の場合にばらつきがあると判定してもよい。ばらつきがある場合（ステップＳ５０５でＹＥＳ）、処理はステップＳ５０６に進み、ばらつきがない場合（ステップＳ５０５でＮＯ）、処理はステップＳ５０８に進む。

ステップＳ５０８で、ＥＣＵ２０Ａは、Ｓ５０１での判定結果とＳ５０２での判定結果とをさらに統合して先行車両６０１を認識する。この処理において、ＥＣＵ２０Ａは、物体認識部として機能する。認識するために基づく判定結果はどちらのものであってもよい。例えば、Ｓ５０１での判定結果を使用することが事前に設定されていてもよい。ステップＳ５０８で、ＥＣＵ２０Ａは、Ｓ５０１での判定結果とＳ５０２での判定結果とのいずれか一方に基づいて先行車両６０１を認識してもよい。

ステップＳ５０６で、ＥＣＵ２０Ａは、ステップＳ５０３及びステップＳ５０４での算出結果に基づいて、ステップＳ５０１及びステップＳ５０２での判定結果の信頼度を決定する。この処理において、ＥＣＵ２０Ａは、信頼度判定部として機能する。例えば、ＥＣＵ２０Ａは、一方の検出結果に対する差の比率をステップＳ５０１の判定結果の信頼度としてもよい。ステップＳ５０４での算出結果に基づくステップＳ５０２での判定結果の信頼度についても同様である。

例えば、カメラ３１Ａによって検出された先行車両６０１との距離が９５ｍであり、ライダ３２Ａによって検出された先行車両６０１との距離が１０５ｍであったとする。この場合に、ステップＳ５０３での算出結果は両者の差の１０ｍとなる。したがって、ＥＣＵ２０Ａは、「１０／９５」をステップＳ５０１での判定結果の信頼度とする。同様に、カメラ３１Ｂによって検出された先行車両６０１との距離が９５ｍであり、レーダ３２Ｂによって検出された先行車両６０１との距離が１００ｍであったとする。この場合に、ＥＣＵ２０Ａは、「５／９５」をステップＳ５０２での判定結果の信頼度とする。

ステップＳ５０７で、ＥＣＵ２０Ａは、ステップＳ５０６で決定した信頼度が所定の条件を満たすかどうかを判定する。所定の条件とは、車両Ｖの制御にステップＳ５０１又はステップＳ５０２の判定結果を使用することが不適であることを判断するための条件である。例えば、ＥＣＵ２０Ａは、少なくとも一方の信頼度が所定の閾値を超えた場合に所定の条件を満たすと判定する。所定の条件を満たす場合（ステップＳ５０７でＹＥＳ）、処理はステップＳ５０９に進み、所定の条件を満たさない場合（ステップＳ５０７でＮＯ）、処理はステップＳ５０８に進む。

ステップＳ５０９で、ＥＣＵ２０Ａは、ＥＣＵ２１ＢとＥＣＵ２１Ａとのうち信頼度が低い方による判定結果には基づかずに信頼度が高い方による判定結果に基づいて先行車両６０１を認識する。ステップＳ５０６で決定した信頼度は、２つのセンサ（例えば、カメラ３１Ａとライダ３２Ａ）との検出誤差に反比例する。そのため、低い信頼度は検出誤差が大きいことを意味するので、これらのセンサによって行われた物体の判定結果を使わずに物体を認識する方が精度の高い車両Ｖの制御が可能になる。上記の方法において、センサの検出精度（例えば、検知距離の誤差など）に優れた所定の範囲内（例えば、距離の差を算出する場合に３０ｍ〜５０ｍ）にある物体を用いて判定が行われてもよい。

＜実施形態のまとめ＞
［構成１］
物体（６０１）を認識するための物体認識装置（１）であって、
少なくとも第１センサ（３１Ａ）及び第２センサ（３２Ａ）による前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第１物体判定部（２１Ａ）と、
少なくとも第３センサ（３１Ｂ）及び第４センサ（３２Ｂ）による前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第２物体判定部（２１Ｂ）と、
前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部の少なくとも一方による判定結果に基づいて前記物体を認識する物体認識部（２０Ａ）と、
前記第１センサによる検出結果と前記第２センサによる検出結果との差を算出する第１算出部（２０Ａ）と、
前記第３センサによる検出結果と前記第４センサによる検出結果との差を算出する第２算出部（２０Ａ）と、
前記第１算出部及び前記第２算出部による算出結果に基づいて、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部による判定結果の信頼度を決定する信頼度決定部（２０Ａ）と、
を備えることを特徴とする物体認識装置。

この構成によれば、信頼度が高い物体認識を行えるようになる。
［構成２］
前記物体認識部は、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部の少なくとも一方による判定結果の前記信頼度が所定の条件を満たす場合に、前記信頼度が低い方の物体判定部による判定結果には基づかずに前記信頼度が高い方の物体判定部による判定結果に基づいて前記物体を認識することを特徴とする構成１に記載の物体認識装置。

この構成によれば、信頼度が高い物体判定部に基づいて物体認識を行うことができるようになる。
［構成３］
前記第１センサと前記第３センサとは互いに等しい検出特性を有することを特徴とする構成１又は２に記載の物体認識装置。

この構成によれば、検出特性が等しいセンサを基準として信頼度の比較を行えるようになる。
［構成４］
前記信頼度決定部は、前記第１センサ又は前記第２センサによる検出結果と、前記第３センサ又は前記第４センサによる検出結果との間に所定のばらつきがあった場合に前記信頼度を決定することを特徴とする構成１乃至３の何れか１項に記載の物体認識装置。

この構成によれば、信頼度が低いと考えられる場合に信頼度の決定を行えるようになる。
［構成５］
前記第１センサ及び前記第３センサはそれぞれカメラ（３１Ａ、３１Ｂ）であり、
前記第２センサはライダ（３２Ａ）であり、
前記第４センサはレーダ（３２Ｂ）であることを特徴とする構成１乃至４の何れか１項に記載の物体認識装置。

この構成によれば、特性が互いに異なるセンサ間での検出結果の差に基づいて信頼度が決定される。
［構成６］
構成１乃至５の何れか１項に記載の物体認識装置（１）と、
前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ及び前記第４センサと、
アクチュエータ群（８３）と
を備える車両（Ｖ）。

この構成によれば、信頼度が高い物体認識を行える車両が提供される。
［構成７］
物体（６０１）を認識するための方法であって、
少なくとも第１センサ（３１Ａ）及び第２センサ（３２Ａ）による前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第１物体判定工程（Ｓ５０１）と、
少なくとも第３センサ（３１Ｂ）及び第４センサ（３２Ｂ）による前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第２物体判定工程（Ｓ５０２）と、
前記第１物体判定工程及び前記第２物体判定工程の少なくとも一方による判定結果に基づいて前記物体を認識する物体認識工程（Ｓ５０８、Ｓ５０９）と、
前記第１センサによる検出結果と前記第２センサによる検出結果との差を算出する第１算出工程（Ｓ５０３）と、
前記第３センサによる検出結果と前記第４センサによる検出結果との差を算出する第２算出工程（Ｓ５０４）と、
前記第１算出部及び前記第２算出部による算出結果に基づいて、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部による判定結果の信頼度を決定する信頼度決定工程（Ｓ５０６）と、
を有することを特徴とする方法。

この構成によれば、信頼度が高い物体認識を行えるようになる。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

１車両用制御システム、２０ＡＥＣＵ、２１ＡＥＣＵ２１ＢＥＣＵ、３１Ａカメラ、３１Ｂカメラ、３２Ａライダ、３２Ｂレーダ

Claims

物体を認識するための物体認識装置であって、
少なくとも第１センサ及び第２センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第１物体判定部と、
少なくとも第３センサ及び第４センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第２物体判定部と、
前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部の少なくとも一方による判定結果に基づいて前記物体を認識する物体認識部と、
前記第１センサによる検出結果と前記第２センサによる検出結果との差を算出する第１算出部と、
前記第３センサによる検出結果と前記第４センサによる検出結果との差を算出する第２算出部と、
前記第１算出部及び前記第２算出部による算出結果に基づいて、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部による判定結果の信頼度を決定する信頼度決定部と、
を備え、
前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ及び前記第４センサは、別個のセンサであることを特徴とする物体認識装置。
前記物体認識部は、前記第１物体判定部及び前記第２物体判定部の少なくとも一方による判定結果の前記信頼度が所定の条件を満たす場合に、前記信頼度が低い方の物体判定部による判定結果には基づかずに前記信頼度が高い方の物体判定部による判定結果に基づいて前記物体を認識することを特徴とする請求項１に記載の物体認識装置。
前記第１センサと前記第３センサとは互いに等しい検出特性を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の物体認識装置。
前記信頼度決定部は、前記第１センサ又は前記第２センサによる検出結果と、前記第３センサ又は前記第４センサによる検出結果との間に所定のばらつきがあった場合に前記信頼度を決定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の物体認識装置。
前記第１センサ及び前記第３センサはそれぞれカメラであり、
前記第２センサはライダであり、
前記第４センサはレーダであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の物体認識装置。
請求項１乃至５の何れか１項に記載の物体認識装置と、
前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ及び前記第４センサと、
アクチュエータ群と
を備える車両。
物体を認識するための方法であって、
少なくとも第１センサ及び第２センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第１物体判定工程と、
少なくとも第３センサ及び第４センサによる前記物体の検出結果に基づいて前記物体を判定する第２物体判定工程と、
前記第１物体判定工程及び前記第２物体判定工程の少なくとも一方による判定結果に基づいて前記物体を認識する物体認識工程と、
前記第１センサによる検出結果と前記第２センサによる検出結果との差を算出する第１算出工程と、
前記第３センサによる検出結果と前記第４センサによる検出結果との差を算出する第２算出工程と、
前記第１算出工程及び前記第２算出工程での算出結果に基づいて、前記第１物体判定工程及び前記第２物体判定工程での判定結果の信頼度を決定する信頼度決定工程と、
を有し、
前記第１センサ、前記第２センサ、前記第３センサ及び前記第４センサは、別個のセンサであることを特徴とする方法。