JP6672750B2 - 物体検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、物体検出装置に関する。

従来の物体検出装置として、例えば特許文献１には、自車両の周辺に電磁波を送信し、その反射波から自車両の周辺の物体を検出する装置が記載されている。特許文献１に記載された物体検出装置では、電磁波が反射した反射点同士の距離が所定範囲内となる反射点群が存在する実空間上の範囲を、自車両周辺の物体の領域としている。

特開２００９−１８０３００号公報

上記従来技術では、物体（例えば、先行車両）と当該物体からの水しぶきや排気ガス等とを区別することが困難な場合がある。そのため、物体の領域を実際よりも大きく認識してしまう可能性がある。

本発明は、物体の領域が実際よりも大きく認識されることを抑制できる物体検出装置を提供することを課題とする。

本発明に係る物体検出装置は、自車両に搭載されたレーダセンサと、レーダセンサの検出結果に基づいて、自車両周辺の第１物体及び第２物体を追跡する追跡部と、追跡部で追跡している第２物体の領域の軌跡が、追跡部で追跡している第１物体の領域の一部と重なるとき、少なくとも当該重なり部分を当該第１物体の領域から除去する重なり除去部と、を備える。

ある物体が過去に存在した領域には、別の物体が存在する可能性が低いと判断できる。そこで、本発明に係る物体検出装置では、追跡している第２物体の領域の軌跡が、追跡している第１物体の領域の一部と重なるとき、当該重なり部分に第１物体が存在する可能性は低いと判断し、少なくとも当該重なり部分を第１物体の領域から除去する。これにより、第１物体の領域が実際よりも大きく認識されることを抑制できる。

本発明によれば、物体の領域が実際よりも大きく認識されることを抑制できる物体検出装置を提供することが可能となる。

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。 （ａ）は、図１の重なり除去部の処理を説明する模式図である。（ｂ）は、図１の重なり除去部の処理を説明する他の模式図である。 図１の重なり除去部による重なり除去処理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用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。

図１は、実施形態に係る物体検出装置１の構成を示すブロック図である。図２は、図１の重なり除去部２８の処理を説明する模式図である。図１に示すように、物体検出装置１は、自動車等の自車両Ｖ０に搭載されている。物体検出装置１は、自車両Ｖ０周辺の物体を検出する。物体検出装置１は、レーダセンサ１０及びＥＣＵ［Electronic Control Unit］２０を備えている。物体検出装置１による検出結果は、例えば、自動運転等の運転支援又は走行支援に用いられる。

物体は、障害物を含み、特に移動障害物（移動物）を含む。物体としては、歩行者、動物、自転車及び他車両等である。ここでの検出対象となる物体は、自車両Ｖ０の前方を走行する第１先行車両である第１物体Ｖ１、及び、自車両Ｖ０の前方を走行する第２先行車両である第２物体Ｖ２である（図２参照）。図２に示す例では、第２物体Ｖ２は、第１物体Ｖ１とっての先行車両でもある。なお、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２は、図２に示す例に限定されず、要は、第１物体Ｖ１は自車両Ｖ０周囲における２つの物体のうちの一方であり、第２物体Ｖ２は自車両Ｖ０周囲における２つの物体のうちの他方である。

レーダセンサ１０は、自車両Ｖ０の周囲に電磁波を送信し、当該電磁波の反射波を受信するセンサである。レーダセンサ１０は、例えばレーザレーダ又はミリ波レーダである。レーザレーダは、光を自車両Ｖの周囲に送信し、物体で反射された光を受信することで反射点までの距離を計測する。ミリ波レーダは、ミリ波を自車両Ｖの周囲に送信し、物体で反射されたミリ波を受信する。レーダセンサ１０は、検出結果をＥＣＵ２０へ送信する。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ[Central ProcessingUnit]、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]、ＲＡＭ[RandomAccess Memory]等を有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ２０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。ＥＣＵ２０は、複数の電子制御ユニットから構成されていてもよい。ＥＣＵ２０は、追跡部２２、記憶部２４、サイズ確定部２６及び重なり除去部２８を有する。

追跡部２２は、レーダセンサ１０の検出結果に基づいて、自車両Ｖ０周辺の物体を追跡する。追跡部２２は、自車両Ｖ０周辺に第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２が存在する場合には、レーダセンサ１０の検出結果に基づき第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２を追跡する。

追跡部２２は、レーダセンサ１０の検出結果をセグメント化し、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２の領域（セグメント）を認識する。具体的には、追跡部２２は、レーダセンサ１０における電磁波の送信タイミングから受信タイミングまでの時間をカウントする。追跡部２２は、カウントした時間に基づいて、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２上の反射点までの距離を算出し、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２上での反射点を示す実空間ベクトルを算出する。追跡部２２は、第１物体Ｖ１の実空間ベクトルとして算出された複数の反射点うち互いの距離が所定範囲内となる複数の反射点を、１つの反射点群として分類する。追跡部２２は、第２物体Ｖ２の実空間ベクトルとして算出された複数の反射点うち互いの距離が所定範囲内となる複数の反射点を、１つの反射点群として分類する。そして追跡部２２は、分類した反射点群の存在する実空間上の範囲を含む矩形領域を、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２の領域とする。なお、セグメント化の手法は特に限定されず、種々の公知の手法を用いることができる。認識する第１物体Ｖ１の領域及び第２物体Ｖ２の領域は、ＸＹ座標系における矩形領域とすることができる。

追跡部２２は、過去の処理周期で認識した第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２に対して、現在の処理周期で認識した第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２が同一か否かを判定する物体同一判定処理を実施する。物体同一判定処理では、記憶部２４に蓄積された過去の処理周期における認識結果から、現在の処理周期における第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２の領域を推定する。物体同一判定処理では、当該推定結果を現在の処理周期における認識結果と照らし、予め設定された同一判定条件を満たす場合には、過去の処理周期で認識した第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２に対して現在の処理周期で認識した第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２が同一と判定する。なお、物体同一判定処理の手法は特に限定されず、種々の公知の手法を用いることができる。

追跡部２２は、物体同一判定処理により同一と判定された場合、現在の処理周期で認識した第１物体Ｖ１の領域及び第２物体Ｖ２の領域を、過去の処理周期の認識結果に関連付けて時系列で、物体追跡情報として記憶部２４に記憶する。以上により、追跡部２２は、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２を追跡する。追跡部２１における障害物の追跡手法は特に限定されず、公知の手法を用いることができる。

記憶部２４は、追跡部２２で追跡している物体の領域を、物体追跡情報として記憶して蓄積する。記憶部２４は、追跡部２２で追跡している第１物体Ｖ１の各処理周期における領域を、互いに関連付けて時系列で記憶して蓄積する。記憶部２４は、追跡部２２で追跡している第２物体Ｖ２の各処理周期における領域を、互いに関連付けて時系列で記憶して蓄積する。

サイズ確定部２６は、記憶部２４に蓄積されたデータに基づいて、物体の領域の大きさ（サイズ）を確定サイズとして確定する。具体的には、サイズ確定部２６は、記憶部２４に蓄積された第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２の領域の大きさのそれぞれについて、確率的信頼度を求める。サイズ確定部２６は、予め設定された所定信頼度よりも高い確率的信頼度を有する当該大きさが存在する場合、当該大きさを確定サイズとする。確率的信頼度は、複数のデータから確率的に得られる確からしさの度合であり、公知の手法を用いて算出できる。

あるいは、サイズ確定部２６は、記憶部２４に蓄積された第１物体Ｖ１の領域のうち、データ数が所定数以上存在する領域の大きさを確定サイズとしてもよい。サイズ確定部２６は、記憶部２４に蓄積された第２物体Ｖ２の領域のうち、データ数が所定数以上存在する領域の大きさを確定サイズとしてもよい。サイズ確定部２６における確定サイズの算出手法は特に限定されず、種々の手法を用いて確定サイズを算出してもよい。領域の大きさは、ＸＹ座標系におけるＸ方向及びＹ方向の大きさとすることができる。所定信頼度及び所定数は、サイズ確定部２５において確定サイズを特定するために予め設定された閾値であり、その値は特に限定されず、固定値であってもよいし変動値であってもよい。

重なり除去部２８は、追跡部２２により複数の物体を追跡している場合、これら複数の物体それぞれについて、重なり判定及びサイズ修正処理を含む重なり除去処理を実行する。重なり判定では、判定対象の物体の領域における一部が、当該物体とは異なる他の物体の領域における軌跡と重なっているか否かを判定する。サイズ修正処理では、重なり判定で重なっていると判定されとき、判定対象の物体の領域から少なくとも当該重なり部分を除去する。

すなわち、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、重なり除去部２８は、追跡部２２で追跡している第２物体Ｖ２の領域Ｒ２の軌跡Ｒ２Ｐが、追跡部２２で追跡している第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の一部と重なるか否かを判定する。第２物体Ｖ２の軌跡Ｒ２Ｐは、記憶部２４に蓄積された第２物体Ｖ２の領域Ｒ２の履歴から、公知の手法により求められる。例えば第２物体Ｖ２の軌跡Ｒ２Ｐは、記憶部２４に蓄積された第２物体Ｖ２の過去の領域Ｒ２を繋ぐように求められる。軌跡とは、過去に辿った（移り変わった）道筋である。軌跡とは、通った跡である。

そして、重なり除去部２８は、追跡部２２で追跡している第２物体Ｖ２の領域Ｒ２の軌跡Ｒ２Ｐが、追跡部２２で追跡している第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の一部と重なるとき、少なくとも当該重なり部分ＯＬを当該第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去する。ここでは、重なり部分ＯＬに対して横方向（車幅方向）の除去マージンＭを加えた除去部分Ｚを、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去する。これにより、第１物体Ｖ１の修正領域Ｒ１Ｔを導出する。除去マージンＭは、運転者が最低限確保するであろう横方向の車間距離である。なお、例えば重なり除去部２８は、第１物体Ｖ１の修正領域Ｒ１Ｔを、過去の第１物体Ｖ１の領域Ｒ１と関連付けて時系列で記憶部２４に記憶し、物体追跡情報を更新する。

重なり除去部２８は、物体の領域の大きさがサイズ確定部２６で確定された確定サイズ以下の場合、その物体についての重なり除去処理を行わない。換言すると、重なり除去部２８は、物体の領域の大きさが確定サイズよりも大きい場合、又は、物体の領域の大きさがサイズ確定部２６で未確定の場合、その物体について重なり除去処理を行う。

次に、重なり除去部２８による重なり除去処理について、図３のフローチャートを参照しつつ具体的に説明する。以下の説明では、自車両Ｖ０周辺に第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２が存在する場合において、第１物体Ｖ１に重なり除去処理を行う場合を例示して説明する。

まず、記憶部２４から、第１物体Ｖ１及び第２物体Ｖ２の物体追跡情報を取得する（Ｓ１）。続いて、物体追跡情報及びサイズ確定部２６の処理結果に基づいて、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の大きさが確定サイズよりも大きいか否か、又は、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の大きさがサイズ確定部２６で未確定か否かを判定する（Ｓ２）。

上記Ｓ２でＹｅｓの場合、物体追跡情報に基づいて、第２物体Ｖ２の軌跡Ｒ２Ｐが第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の一部と重なるか否かを判定する（Ｓ３）。上記Ｓ３でＹｅｓの場合、第２物体Ｖ２の軌跡Ｒ２Ｐと第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の一部との重なり部分ＯＬを計算する（Ｓ４）。上記Ｓ４における計算の手法として、種々の公知の演算手法を用いることができる。続いて、計算した重なり部分ＯＬに基づいて、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１を修正する（Ｓ５）。つまり、重なり部分ＯＬに除去マージンＭを加えた除去部分Ｚを、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去する。

上記Ｓ２でＮｏ、上記Ｓ３でＮｏ又は上記Ｓ５の処理終了後、上記Ｓ１に戻り、処理を繰り返し実行する。なお、上述した重なり除去処理は、例えば自車両Ｖ０の自動運転開始又はイグニッションＯＮ等の所定の開始条件が満たされた場合に、開始される。一方、上述した重なり除去処理は、例えば自車両Ｖ０の自動運転終了又はイグニッションＯＦＦ等の所定の終了条件が満たされた場合に、終了される。

ところで、レーダセンサ１０を用いた物体検出を行う際、大気中の粉塵や水滴を観測する場合がある。そのため、レーダセンサ１０を使用して、自車両Ｖ０周辺の他車両としての物体を検出する場合、当該物体が巻き上げた水しぶき３（図２参照）や粉塵を観測してしまい、物体との区別が行えず、物体の領域を実際よりも大きく誤認識してしまう可能性がある。

ここで、ある物体が過去（特に、直近の過去）に存在した領域には、別の物体が存在する可能性が低いと判断できる。そこで、物体検出装置１では、追跡している第２物体Ｖ２の領域Ｒ２の軌跡Ｒ２Ｐが、追跡している第１物体Ｖ１の領域Ｒ１の一部と重なるとき、当該重なり部分ＯＬに第１物体Ｖ１が存在する可能性は低いと判断し、当該重なり部分ＯＬを含む除去部分Ｚを第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去する。これにより、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１が実際よりも大きく認識されることを抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

上記実施形態では、重なり部分ＯＬに除去マージンＭを加えた除去部分Ｚを、第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去したが、除去マージンＭを加えずに、重なり部分ＯＬのみを第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去してもよい。要は、少なくとも重なり部分ＯＬを第１物体Ｖ１の領域Ｒ１から除去すればよい。

上記実施形態において、追跡部２２、記憶部２３、サイズ確定部２６及び重なり除去部２８の少なくとも何れかは、自車両Ｖ０と通信可能な情報処理センター等の施設のコンピュータにおいて実行されてもよい。

１…物体検出装置、１０…レーダセンサ、２０…ＥＣＵ、２２…追跡部、２４…記憶部、２６…サイズ確定部、２８…重なり除去部、ＯＬ…重なり部分、Ｒ１…第１物体の領域、Ｒ２…第２物体の領域、Ｒ２Ｐ…軌跡、Ｖ０…自車両、Ｖ１…第１物体、Ｖ２…第２物体。

Claims (1)

1. 自車両に搭載されたレーダセンサと、
   前記レーダセンサの検出結果に基づいて、前記自車両周辺の第１物体及び第２物体を追跡する追跡部と、
   前記追跡部で追跡している前記第２物体の領域の過去に辿った道筋である軌跡が、前記追跡部で追跡している前記第１物体の領域の一部と重なるとき、少なくとも当該重なり部分を当該第１物体の領域から除去する重なり除去部と、を備える、物体検出装置。

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