JP6795618B2 - 車両周辺情報取得装置および車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両周辺情報取得装置および車両に関する。

車両の自動運転のためには、前提として車両周辺の情報を取得する必要がある。車両周辺の情報を取得する検出部の構成として、特許文献１には、カメラにより車両周辺の情報を取得する技術が開示されており、特許文献２には、レーザにより車両周辺の情報を取得する技術が開示されている。

特開２０００−１７２９８２号公報 特開平７−２４８３８２号公報

車両周辺の情報を取得する検出部の特性は検出部の種類により異なるため、例えば、車両の走行状態、周辺の道路構造物の状態、降雨や降雪、濃霧などの気象条件等の影響により、所望の情報を取得できない場合が生じ得る。

本発明の目的は、車両の周囲の情報を精度よく取得する技術を提供することにある。

本発明の一態様による車両周辺情報取得装置は、電波により車両の周囲の物体を検出するレーダ検出部と、光により前記車両の周囲の物体を検出するライダ検出部とを用いて前記車両の周辺の情報を取得する車両周辺情報取得装置であって、
前記レーダ検出部は、
前記車両の四隅において１つずつ配置されるともに、前記車両の一方側の中央に１つ配置され、
前記ライダ検出部は、
前記車両の一方側の各隅部において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の内側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の各側方において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の中央に１つ配置され、
前記一方側に配置される前記ライダ検出部のセンサ中心が前記車両の進行方向に対してオフセットする角度は、前記他方側に配置される前記ライダ検出部のセンサ中心が前記車両の進行方向に対してオフセットする角度よりも小さく配置されており、
前記一方側の各隅部の前記ライダ検出部と前記他方側の各側方の前記ライダ検出部とは検出範囲の一部が重複するように配置され、
前記他方側の中央の前記ライダ検出部は、前記他方側の各側方の前記ライダ検出部と略同じ高さに配置され、
前記車両から積載物を除いた状態で、前記車両の前方である前記一方側の各隅部における前記ライダ検出部の配置位置を基準として、前記車両の後方である前記他方側の各側方の前記ライダ検出部及び前記他方側の中央の前記ライダ検出部の配置位置は、前記基準の配置位置に比べて所定量高く設定され、
前記積載物を積載した状態において、前記他方側のサスペンションの変位量が前記一方側のサスペンションの変位量に比べて前記所定量大きくなった場合に、前記一方側の各隅部のライダ検出部と、前記他方側の各側方のライダ検出部及び前記他方側の中央の前記ライダ検出部とは、前記車両に対して、高さ方向における配置位置の差が縮小するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、車両の周囲の情報を精度よく取得することができる。

実施形態に係る車両周辺情報取得装置を有する車両用制御装置のブロック図。 ライダ検出部の配置例を説明する図 ライダ検出部、レーダ検出部およびカメラの検出範囲を示す図。 ＥＣＵ２０（第３処理部）による処理を示すブロック図。 バイパス情報を説明する図。 ＥＣＵ２０（第３処理部）における処理の流れを示すブロック図。 ローカルマップを例示する図。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両用制御装置のブロック図であり、車両１を制御する。図１において、車両１はその概略が平面図と側面図とで示されている。車両１は一例としてセダンタイプの四輪の乗用車である。車両用制御装置は装置内部の構成として車両１の周辺の情報を取得するための車両周辺情報取得装置を有する。本実施形態の車両周辺情報取得装置は、電波により車両１の周囲の物体を検出する検知ユニット（レーダ検出部）と、光により車両１の周囲の物体を検出する検知ユニット（ライダ検出部）とを用いて車両１の周辺の情報を取得する。

図１の車両用制御装置は、制御ユニット２を含む。制御ユニット２は車内ネットワークにより通信可能に接続された複数のＥＣＵ２０〜２９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。

以下、各ＥＣＵ２０〜２９が担当する機能等について説明する。なお、ＥＣＵの数や、担当する機能については、車両１の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、統合することが可能である。

ＥＣＵ２０は、車両１の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１の操舵と、加減速の少なくともいずれか一方を自動制御する。自動制御を実行するために、ＥＣＵ２０は、後に説明するＥＣＵ２２で生成された情報と、ＥＣＵ２３で生成された情報とを統合して車両１の周囲の情報を生成する。ＥＣＵ２０は、生成した情報に基づいて、地図情報における車両１の位置を認識し、認識結果に基づいて車両１をどのように制御するか行動計画を行い、行動計画に基づいて車両１の自動制御を行う。

ＥＣＵ２１は、電動パワーステアリング装置３を制御する。電動パワーステアリング装置３は、ステアリングホイール３１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。また、電動パワーステアリング装置３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するモータや、操舵角を検知するセンサ等を含む。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２１は、ＥＣＵ２０からの指示に対応して電動パワーステアリング装置３を自動制御し、車両１の進行方向を制御する。

ＥＣＵ２２および２３は、車両の周囲状況を検知する検知ユニット４１−１、４１−２、４２、４３の制御および検知結果の情報処理を行う。検知ユニット４１―１、４１−２は、車両１の周囲を撮影し、撮影した画像により物体を検出する画像検出部(カメラ)である。画像検出部は、車両１に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）およびＥＣＵ２３（第１処理部）と、第１通信線１４２を介して接続する第１画像検出部４１−２(カメラ)と、検知ユニット４２（ライダ検出部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）と、第２通信線１４１を介して接続する第２画像検出部４１−１(カメラ)と、を有する。以下、各画像検出部を、カメラ４１−１、４１−２と表記する場合がある。

本実施形態の場合、カメラ４１−１、４１−２は、車両１のルーフ前部(フロントウインドウの上部)に２つ設けられている。カメラ４１−１、４１−２が撮影した画像の解析により、車両１の周辺の物標の輪郭抽出や、道路上の車線の区画線（白線等）を抽出可能である。尚、図１において、カメラ４１−１、４１−２は車両１のルーフ前部に２つ設けられている例を示しているが、本実施形態はこの例に限定されるものではなく、カメラを車両１の左右の側方および後方を撮影するために追加して配置することも可能である。

検知ユニット４２（ライダ検出部）は、ライダ（レーザレーダ）であり（以下、ライダ４２と表記する場合がある）、光により車両１の周囲の物標を検出したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、ライダ４２は５つ設けられており、車両１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。検知ユニット４３（レーダ検出部）は、ミリ波レーダであり（以下、レーダ４３と表記する場合がある）、電波により車両１の周囲の物標を検出したり、物標との距離を測距する。本実施形態の場合、レーダ４３は５つ設けられており、車両１の前部中央に１つ、前部各隅部に１つずつ、後部各隅部に一つずつ設けられている。

本実施形態において、車両周辺情報取得装置は、５つの検知ユニット４３（レーダ検出部）と５つの検知ユニット４２（ライダ検出部）とを有しており、車両１におけるレーダ検出部およびライダ検出部の相対的な配置関係は以下のようになる。すなわち、検知ユニット４３（レーダ検出部）は、車両１の前部各隅部および後部各隅部の四隅において１つずつ配置されるともに、車両１の前部中央に１つ配置されている。また、検知ユニット４２（ライダ検出部）は、車両１の前部各隅部において、レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の内側に１つずつ配置され、車両１の後部各側方において、レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置され、車両１の後部中央に１つ配置されている。

図２は検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置例を説明する図である。車両１の前部隅部における検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置を基準として、車両１の静的な状態（車両１に積載物がなく空荷な状態）で、後部各側方および後部中央の検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置は基準の配置位置に比べて所定量だけ高く設定されている。車両１に荷物が積載された場合、サスペンションの変位量は車両１のフロント側に比べてリア側の方が大きくなる傾向がある。このため、車両１の静的な状態で、車両１の前後方向において、検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置に所定量の差分を予め設けておくことにより、車両１の走行時の積載荷重によりリア側のサスペンションの変位量がフロント側のサスペンションの変位量に比べて大きくなった場合であっても、検知ユニット４２（ライダ検出部）のそれぞれは、車両１に対して、略同じ高さの位置に配置されている状態にすることができる。

車両１の走行時の積載状態を考慮して、検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置を、車両１に対して、略同じ高さの位置に配置することにより、ＥＣＵ２２において、配置高さに基づく検出結果の補正処理を簡素化することができ、複数の検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出情報を処理するための演算処理を、より高速に行うことが可能になる。

また、図２において、車両１の前部中央に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）は、例えば、フロントグリルエンブレムの裏側に配置されており、車両１の前部各隅部および後部各隅部の四隅において１つずつ配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）は、例えば、バンパー内部に配置される。図２に示すように、５つの検知ユニット４３（レーダ検出部）は車両１に対して少なくとも高さＨ２の位置よりも上方に配置されてり、５つの検知ユニット４２（ライダ検出部）は高さＨ２よりも低い高さＨ１の位置に配置されている。すなわち、車両１の前部各隅部および後部各側方および後部中央において、検知ユニット４２（ライダ検出部）は検知ユニット４３（レーダ検出部）の配置位置よりも低い位置に配置されている。

検知ユニット４２（ライダ検出部）を相対的に検知ユニット４３（レーダ検出部）よりも下側に配置することで、例えば、車両１の四隅において、電波を透過させない物体が検知ユニット４３（レーダ検出部）に付着しても、検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置と、車両１の上下方向、前後方向および車幅方向において重ならないので、所定の検出精度を担保することが可能になる。

図３は、５つの検知ユニット４２（ライダ検出部）、５つの検知ユニット４３（レーダ検出部）および２つのカメラ４１−１、４１−２の検出範囲を模式的に示す図である。検出範囲４３−１は、車両１の前部中央に配置された検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出範囲を示している。検出範囲４３−２は、車両１の前部各隅部において配置された検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出範囲を示している。また、検出範囲４３−３は、車両１の後部各隅部において配置された検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出範囲を示している。

５つの検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出範囲（検出距離特性）は、車両１の前部中央および前部各隅部および後部各隅部においてそれぞれ異なる。５つの検知ユニット４３のうち、車両１の前部中央に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離は、車両１の前部各隅部および後部各隅部の四隅に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離に比べて長く設定されている。前部中央に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離を他の検知ユニット４３の検知距離に比べて長く設定することにより、車両１の前方にある物標を、より長距離の範囲にわたり検知することが可能になる。

図３において、検出範囲４２−１は、車両１の前部各隅部において配置された検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲を示している。また、検出範囲４２−２は、車両１の後部各側方において配置された検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲を示している。また、検出範囲４２−３は、車両１の後部中央に配置された検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲を示している。５つの検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲は略同一である。

車両１の前部各隅部に配置されている検知ユニット４２（ライダ検出部）のセンサ中心（検出中心）は、それぞれ車両１の前方（車両の進行方向）に対して、角度θ１だけオフセットした角度に配置されており、検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲は、車両１の前方中央部において重複している。前部各隅部の検知ユニット４２（ライダ検出部）による検出範囲が車両１の前方中央部において重複するように両検知ユニット４２を配置することにより、車両１の前部中央に検知ユニット４２（ライダ検出部）を配置する必要がなくなり、より安価な構成で、車両周辺情報の取得が可能になる。

本実施形態の車両周辺情報取得装置において、車両１の後部中央には一つの検知ユニット４２（ライダ検出部）が配置されている。一般的には、車両後端の両側にはマフラなどの熱源が配置されているが、車両１の後部中央であれば、マフラなどの熱源の影響を低減した状態で検知ユニット４２（ライダ検出部）は車両周辺情報を取得することができる。

また、検知ユニット４２（ライダ検出部）は、車両１の後部各側方において、レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置されている。車両１の後部各側方に配置されている検知ユニット４２（ライダ検出部）のセンサ中心（検出中心）は、それぞれ車両１の進行方向に対して、角度θ２（＞θ１）だけオフセットした角度に配置されており、後部各側方に配置されている検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出範囲は、車両１の後部中央に配置されている検知ユニット４２（ライダ検出部）と重複している。

図２の車両１を上方から見た平面図に示すように、本実施形態において、車両１の後部各側方の検知ユニット４２（ライダ検出部）は、車両１の全幅Ｗ１に比べて車幅が狭くなっている位置（図２の例では車幅Ｗ２）に配置されている。検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出面は、車両１のボディラインからはみ出さず、ボディ形状に合わせて配置されている。このように、後部各側方の検知ユニット４２を配置することにより、例えば、車両１の側面に障害物が存在する場合であっても、検出ユニット４２の検出面を保護しつつ、車両の側面および後方において、より広い検出範囲を確保しつつ、車両周辺情報を取得することが可能になる。

このように、検出特性(検出範囲)の異なる検知ユニット４２、４３の位置をずらして配置することにより、最少のセンサ数で死角なく車両１の周囲の情報を取得することができ、レーダ検出部の数を増やす場合に比べて、より安価で、かつ、より高い精度で車両１の周辺の情報を取得することが可能になる。

尚、上記の実施形態の説明では、車両１が前方に走行する場合の自動運転について、検知ユニット４２、４３やカメラ４１−１、４１−２の配置例を説明した。車両が後方の走行する場合の自動運転では、検知ユニット４２、４３やカメラ４１−１、４１−２の配置は、図１に示した配置例に対して逆の配置にすればよい。車両１が前方に走行する場合または後方に走行する場合の自動運転を行う場合の検知ユニット４２、４３やカメラ４１−１、４１−２の配置については、以下のようにまとめることができる。

すなわち、検知ユニット４３（レーダ検出部）は、車両の四隅において１つずつ配置されるともに、車両の一方側の中央に１つ配置される。また、検知ユニット４２（ライダ検出部）は、車両の一方側の各隅部において、検知ユニット４３（レーダ検出部）の配置位置よりも車幅方向の内側に１つずつ配置され、車両の他方側の各側方において、検知ユニット４３（レーダ検出部）の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置され、車両の他方側の中央に１つ配置される。ここで、車両の一方側の各隅部および他方側の各側方および他方側の中央において、検知ユニット４２（ライダ検出部）のそれぞれは検知ユニット４３（レーダ検出部）の配置位置よりも低い位置に配置されている。画像検出部は、車両のルーフにおいて当該車両の一方側に配置され、車両の周囲を撮像した画像により物体を検出する。車両の一方側の中央に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離は、車両の一方側の各隅部および他方側の各隅部の四隅に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離に比べて長く設定されている。

説明を図１に戻し、ＥＣＵ２３は、カメラ４１−２と、各レーダ４３の制御および検知結果の情報処理を行う。すなわち、ＥＣＵ２３（第１処理部）は、各検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出結果と、画像検出部（カメラ４１−２）による検出結果とを合成した物標情報を生成する。

また、ＥＣＵ２２は、カメラ４１−１と、各ライダ４２の制御および検知結果の情報処理を行う。すなわち、ＥＣＵ２２（第２処理部）は、各検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出結果と、画像検出部（カメラ４１−１）による検出結果を合成した物標情報を生成する。ＥＣＵ２３（第１処理部）で生成された物標情報と、ＥＣＵ２２（第２処理部）で生成された物標情報とは、ＥＣＵ２０（第３処理部）に入力される。ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）で生成された物標情報と、ＥＣＵ２２（第２処理部）で生成された物標情報と、を統合して車両１の周囲の物標情報を生成する。車両の周囲状況を検知する装置を二組備えたことで、検知結果の信頼性を向上でき、また、カメラ、ライダ、レーダといった種類の異なる検知ユニットを備えたことで、車両の周辺環境の解析を多面的に行うことができる。

ＥＣＵ２４は、ジャイロセンサ５、ＧＰＳセンサ２４ｂ、通信装置２４ｃ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５は車両１の回転運動を検知する。ジャイロセンサ５の検知結果や、車輪速等により車両１の進路を判定することができる。ＧＰＳセンサ２４ｂは、車両１の現在位置を検知する。通信装置２４ｃ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。ＥＣＵ２４は、記憶デバイスに構築された地図情報のデータベース２４ａにアクセス可能であり、ＥＣＵ２４は現在地から目的地へのルート探索等を行う。

ＥＣＵ２５は、車車間通信用の通信装置２５ａを備える。通信装置２５ａは、周辺の他車両と無線通信を行い、車両間での情報交換を行う。

ＥＣＵ２６は、パワープラント６を制御する。パワープラント６は車両１の駆動輪を回転させる駆動力を出力する機構であり、例えば、エンジンと変速機とを含む。ＥＣＵ２６は、例えば、アクセルペダル７Ａに設けた操作検知センサ７ａにより検知した運転者の運転操作（アクセル操作あるいは加速操作）に対応してエンジンの出力を制御したり、車速センサ７ｃが検知した車速等の情報に基づいて変速機の変速段を切り替える。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２６は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してパワープラント６を自動制御し、車両１の加減速を制御する。

ＥＣＵ２７は、方向指示器８を含む灯火器（ヘッドライト、テールライト等）を制御する。図１の例の場合、方向指示器８は車両１の前部、ドアミラーおよび後部に設けられている。

ＥＣＵ２８は、入出力装置９の制御を行う。入出力装置９は運転者に対する情報の出力と、運転者からの情報の入力の受け付けを行う。音声出力装置９１は運転者に対して音声により情報を報知する。表示装置９２は運転者に対して画像の表示により情報を報知する。表示装置９２は例えば運転席表面に配置され、インストルメントパネル等を構成する。なお、ここでは、音声と表示を例示したが振動や光により情報を報知してもよい。また、音声、表示、振動または光のうちの複数を組み合わせて情報を報知してもよい。更に、報知すべき情報のレベル（例えば緊急度）に応じて、組み合わせを異ならせたり、報知態様を異ならせてもよい。

入力装置９３は運転者が操作可能な位置に配置され、車両１に対する指示を行うスイッチ群であるが、音声入力装置も含まれてもよい。

ＥＣＵ２９は、ブレーキ装置１０やパーキングブレーキ（不図示）を制御する。ブレーキ装置１０は例えばディスクブレーキ装置であり、車両１の各車輪に設けられ、車輪の回転に抵抗を加えることで車両１を減速あるいは停止させる。ＥＣＵ２９は、例えば、ブレーキペダル７Ｂに設けた操作検知センサ７ｂにより検知した運転者の運転操作（ブレーキ操作）に対応してブレーキ装置１０の作動を制御する。車両１の運転状態が自動運転の場合、ＥＣＵ２９は、ＥＣＵ２０からの指示に対応してブレーキ装置１０を自動制御し、車両１の減速および停止を制御する。ブレーキ装置１０やパーキングブレーキは車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。また、パワープラント６の変速機がパーキングロック機構を備える場合、これを車両１の停止状態を維持するために作動することもできる。

図４は、ＥＣＵ２０（第３処理部）による処理を示すブロック図である。ＥＣＵ２０（第３処理部）はＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）と通信線を介して接続されて、各ＥＣＵから取得した物標情報の統合処理を行う。ＥＣＵ２３には、カメラ４１−２と、各レーダ４３が接続されており、ＥＣＵ２３（第１処理部）は、各検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出結果と、画像検出部（カメラ４１−２）による検出結果とを合成した物標情報を生成する。

各検知ユニット４３（レーダ検出部）は、例えば、車両１の周囲に位置する他の車両と自車（車両１）との相対速度の情報や、道路の外壁やガードレール、白線位置などの静止物の抽出情報を検出し、ＥＣＵ２３（第１処理部）に出力する。また、カメラ４１−２は、撮影範囲に存在する車両や道路構造物の分類情報をＥＣＵ２３（第１処理部）に出力する。ＥＣＵ２３（第１処理部）は、各検知ユニット４３（レーダ検出部）から入力された相対速度の情報や静止物の抽出情報等と、カメラ４１−２から入力された車両や道路構造物の分類情報とを統合（合成）した情報を物標情報として生成し、ＥＣＵ２０（第３処理部）に出力する。ＥＣＵ２３（第１処理部）が出力する物標情報には、例えば、検出した物体の識別情報、検出した物体の位置および速度を示す情報、検出した物体の種別を示す分類情報、情報出力の時刻合わせに関するタイミング情報が含まれる。

また、ＥＣＵ２２には、カメラ４１−１と、各ライダ４２が接続されており、ＥＣＵ２２（第２処理部）は、各検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出結果と、画像検出部（カメラ４１−１）による検出結果とを合成した物標情報を生成する。各検知ユニット４２（ライダ検出部）は、例えば、車両１の周囲に位置する他の車両の位置、形状や速度などの情報を検出し、ＥＣＵ２２（第２処理部）に出力する。また、カメラ４１−１は、撮影範囲に存在する車両情報(例えば、分類、ウィンカ/ブレーキランプ状態、カットイン予測)をＥＣＵ２２（第２処理部）に出力する。ＥＣＵ２２（第２処理部）は、各検知ユニット４２（ライダ検出部）から入力された車両の位置、形状や速度などの情報等と、カメラ４１−１から入力された車両情報とを統合(合成)した物標情報として生成し、ＥＣＵ２０（第３処理部）に出力する。ＥＣＵ２２（第２処理部）が出力する物標情報には、例えば、検出した物体の識別情報、検出した物体の位置、形状、速度を示す情報、検出した物体の種別を示す分類情報、情報出力の時刻合わせに関するタイミング情報が含まれる。

図５は、画像検出部（カメラ４１−１）が出力するバイパス情報を説明する図である。画像検出部（カメラ４１−１）は、ＥＣＵ２２（第２処理部）において、情報の統合が行われる車両情報(例えば、分類、ウィンカ/ブレーキランプ状態、カットイン予測)を、第２通信線１４１を介してＥＣＵ２２（第２処理部）に出力する。また、画像検出部（カメラ４１−１）は、ＥＣＵ２２（第２処理部）の統合処理で、統合処理の対象とならない情報、例えば、車線や白線の位置、信号／標識の検出結果、落下物の検出結果、走行可能なフリースペースに関する領域情報(走行可能領域情報)、分岐／合流点などの検出結果などの情報を、バイパス情報として出力する。バイパス情報の出力経路として、例えば、画像検出部（カメラ４１−１）は、第３通信線（例えば、１４３−１）を介してＥＣＵ２２（第２処理部）に出力することが可能である。

ＥＣＵ２２（第２処理部）は、各検知ユニット４２（ライダ検出部）から入力された情報と画像検出部（カメラ４１−１）から入力された車両情報とを統合した物標情報の送信周期と、カメラ４１−１から入力されたバイパス情報の送信周期とを同期させてＥＣＵ２０（第３処理部）に出力する。ＥＣＵ２２（第２処理部）では、カメラ４１−１から車両情報とバイパス情報とを別個に取得することで物標情報を生成するための統合処理の負荷を低減することが可能になる。また、ＥＣＵ２２（第２処理部）から物標情報とバイパス情報とを同期させて出力することにより、ＥＣＵ２０（第３処理部）では、同期処理の負荷を低減することが可能になる。

バイパス情報の出力経路は上記の例に限定されるものではなく。画像検出部（カメラ４１−１）は、バイパス情報の出力経路として、例えば、第３通信線（例えば、１４３−２）を介して、バイパス情報をＥＣＵ２０（第３処理部）に出力することが可能である。この場合、統合処理の対象とならない情報をバイパス情報としてカメラ４１−１からＥＣＵ２０（第３処理部）に直接出力することにより、ＥＣＵ２２（第２処理部）のおける物標情報とバイパス情報との同期処理の負荷を低減することが可能になり、よりＥＣＵ２２（第２処理部）における統合処理の高速化を図ることが可能になる。

説明を図４に戻し、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）で生成された物標情報およびＥＣＵ２２（第２処理部）で生成された物標情報を、内部で管理するために対応付けた物標情報を生成する。ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）から入力された各物標情報に含まれるタイミング情報に基づいて、各物標情報を同期するための位置補正を行い、入力された各物標情報を内部で管理するために対応付けた物標情報を統合（生成）する。ＥＣＵ２０（第３処理部）は、このような物標情報の統合処理により、車両１の周囲の物標情報を生成する。ＥＣＵ２０（第３処理部）が生成する物標情報には、例えば、ＥＣＵ２３（第１処理部）で生成された物標情報に含まれる物体の識別情報およびＥＣＵ２２（第２処理部）で生成された物標情報に含まれる物体の識別情報と、第１処理部で生成された物標情報に含まれる物体の識別情報と第２処理部で生成された物標情報に含まれる物体の識別情報と、を対応付けた物体の識別情報と、対応付けた物体の位置、形状、速度を示す情報と、対応付けた物体の種別を示す分類情報と、のうち少なくともいずれか１つの情報が含まれる。

ＥＣＵ２０（第３処理部）は生成した物標情報を内部バッファで管理する。例えば、新規に検出され、生成された物標情報は内部バッファに登録される。あるいは、既に登録済の物標情報は物標情報の変化がチェックされ、物標情報の状態推定と追跡が行われる。例えば、他車による隠れにより一時的に物標が不検出の状態となっても、内部バッファで管理している物標情報に基づいて、不検出の物標の状態推定と追跡を行うことができる。本実施形態の構成のように、カメラ、ライダ検出部、およびレーダ検出部による異なる３種類の検知ユニットの検出結果を複合的に用いることにより、過検知の情報を除去することができる。例えば、ある一つの検知ユニットの検知では、道路上の障害物として検出されるような状況でも、３種類の検知ユニットの検出結果を総合的に解析することにより、障害物でないような場合は、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、障害物除去ロジックの実行により、過検知による障害物として対応する物標情報を除去することが可能である。これにより情報処理効率の向上を図ると共に、車両の周囲の情報を精度よく取得することが可能になる。

また、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）から冗長的に出力された情報を相互に比較して、検出結果における異常の有無を判定することが可能である。例えば、ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）から出力される情報に矛盾する情報が含まれている場合、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、検出項目によって、優先するＥＣＵを決定する。

例えば、位置、形状に関する検出項目については、検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出特性が検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出特性よりも優れているので、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２２（第２処理部）の検出結果を優先するように調整を行う。あるいは、速度に関する検出項目については、検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出特性が検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出特性よりも優れているので、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）の検出結果を優先するように調整を行う。

ＥＣＵ２０（第３処理部）は、カメラ情報、各検知ユニット４２（ライダ検出部）、各検知ユニット４３（レーダ検出部）の検出結果に基づく統合処理により、車両情報に関する位置、形状、速度、分類結果などを含む情報を物標情報として生成する。その他、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）からの情報に基づいて、道路上において白線の位置を示す白線位置情報、道路上において標識位置を示す標識位置情報、車両１が走行可能な領域を示す走行可能領域情報および、検知ユニット４１−１、４１−２、４２、４３で検出可能な性能限界として検出限界距離情報を取得する。

図６は、ＥＣＵ２０（第３処理部）における処理の流れを示すブロック図である。Ｓ２０−１で、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、統合処理に基づいて生成した物標情報、白線位置情報、標識位置情報、走行可能領域情報、検出限界距離情報を用いることで、車両１と車両周囲との相対的な位置関係を示す外界認識情報を取得する。

Ｓ２０―２において、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、地図情報取得部（ＭＰＵ：Map Positioning Unit）として機能し、絶対座標系による地図情報を取得する。例えば、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＧＰＳセンサ２４ｂや通信装置２４ｃを介して絶対座標系による地図情報を所定のタイミングで取得することが可能である。

Ｓ２０−３において、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、絶対座標系による地図情報と相対座標系による外界認識情報とに基づいて地図上における自己位置の認識処理を行い、地図情報と外界認識情報とを組み合せたローカルマップを出力する。図７は、ローカルマップを例示する図である。ローカルマップには、自車と周囲に位置する他の車両との相対的な位置関係が示され、白線の位置や標識などの認識結果や走行軌跡、地図情報を用いて車線形状が補完される。ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ローカルマップ上の情報に基づいて、行動計画を生成する（Ｓ２０−４）。行動計画とは、自動運転を実現するための車両１の進行方向や、速度、位置等を規定したものである。ＥＣＵ２０（第３処理部）は、生成した行動計画に基づいて車両制御を行う。すなわち、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、所定の軌道で車両１を制御するように駆動制御したり、制動制御、または操舵制御を行う（Ｓ２０−５）。ＥＣＵ２０は、運転者により目的地と自動運転が指示されると、ＥＣＵ２４により探索された案内ルートにしたがって、目的地へ向けて車両１の走行を自動制御する。自動制御の際、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）から車両１の周辺の状況に関する情報を取得し、取得した情報に基づきＥＣＵ２１、ＥＣＵ２６および２９に指示して、車両１の操舵、加減速を制御する。ＥＣＵ２３（第１処理部）およびＥＣＵ２２（第２処理部）のいずれか一方からの出力により、所定の検出結果が得られない場合に、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、自動運転制御の状態から運転者による運転操作に戻す旨の報知を行うことが可能である。報知に対する運転者の応答が得られない場合、ＥＣＵ２０（第３処理部）は、車両を停止状態または減速状態にする代替制御を行うことが可能である。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の車両周辺情報取得装置は、電波により車両(例えば１)の周囲の物体を検出するレーダ検出部(例えば４３)と、光により前記車両の周囲の物体を検出するライダ検出部(例えば４２)とを用いて前記車両の周辺の情報を取得する車両周辺情報取得装置であって、
前記レーダ検出部(例えば４３)は、
前記車両の四隅において１つずつ配置されるともに、前記車両の一方側の中央に１つ配置され、
前記ライダ検出部(例えば４２)は、
前記車両の一方側の各隅部において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の内側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の各側方において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の中央に１つ配置されていることを特徴とする。

この実施形態によれば、車両の周囲の情報を精度よく取得することができる。検出特性(検出範囲)の異なる検知ユニット４２、４３の位置をずらして配置することにより、最少のセンサ数で死角なく車両１の周囲の情報を取得することができ、レーダ検出部の数を増やす場合に比べて、より安価で、かつ、より高い精度で車両１の周辺の情報を取得することが可能になる。

２．上記実施形態の車両周辺情報取得装置において、前記ライダ検出部(例えば４２)のそれぞれは、前記車両に対して、略同じ高さの位置に配置されていることを特徴とする。

この実施形態によれば、検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置を、車両１に対して、略同じ高さの位置に配置することにより、ＥＣＵ２２において、配置高さに基づく検出結果の補正処理を簡素化することができ、複数の検知ユニット４２（ライダ検出部）の検出情報を処理するための演算処理を、より高速に行うことが可能になる。

３．上記実施形態の車両周辺情報取得装置において、前記車両の一方側の各隅部および他方側の各側方および他方側の中央において、前記ライダ検出部のそれぞれは前記レーダ検出部の配置位置よりも低い位置に配置されていることを特徴とする。

この実施形態によれば、検知ユニット４２（ライダ検出部）を相対的に検知ユニット４３（レーダ検出部）よりも下側に配置することで、例えば、車両１の四隅において、電波を透過させない物体が検知ユニット４３（レーダ検出部）に付着しても、検知ユニット４２（ライダ検出部）の配置位置と、車両１の上下方向、前後方向および車幅方向において重ならないので、所定の検出精度を担保することが可能になる。

４．上記実施形態の車両周辺情報取得装置において、前記車両のルーフにおいて当該車両の一方側に配置され、前記車両の周囲を撮像した画像により物体を検出する画像検出部と、
前記レーダ検出部の検出結果と、前記画像検出部による検出結果とを合成した物標情報を生成する第１処理部(例えば２３)と、
前記ライダ検出部の検出結果と、前記画像検出部による検出結果を合成した物標情報を生成する第２処理部(例えば２２)と、
前記第１処理部で生成された物標情報と、前記第２処理部で生成された物標情報と、を統合して前記車両の周囲の物標情報を生成する第３処理部(例えば２０)と、を更に有することを特徴とする。

この実施形態によれば、車両の周囲の情報を精度よく取得することができる。３種類の検知ユニットの検出結果を複合的に用いることにより、過検知の情報を除去することができる。これにより情報処理効率の向上を図ると共に、車両の周囲の情報を精度よく取得することが可能になる。

５．上記実施形態の車両周辺情報取得装置において、前記画像検出部は、
前記車両に配置されている前記レーダ検出部および前記第１処理部と、第１通信線を介して接続する第１画像検出部(例えば４１−２)と、
前記車両に配置されている前記ライダ検出部および前記第２処理部と、第２通信線を介して接続する第２画像検出部(例えば４１−１)と、を有することを特徴とする。

この実施形態によれば車両の周囲の情報を精度よく取得することができる。

６．上記実施形態の車両周辺情報取得装置において、前記車両の一方側の中央に配置されている前記レーダ検出部の検知距離(例えば図３の４３−１)は、前記車両の一方側の各隅部および他方側の各隅部の四隅に配置されている前記レーダ検出部の検知距離（例えば図３の４３−２、４３−３）に比べて長く設定されていることを特徴とする。

この実施形態によれば、車両の一方側の中央に配置されている検知ユニット４３（レーダ検出部）の検知距離を他の検知ユニット４３の検知距離に比べて長く設定することにより、車両１の一方側にある物標を、より長距離の範囲にわたり検知することが可能になる。

７．上記実施形態の車両(例えば１)は上記実施形の車両周辺情報取得装置を備えることを特徴とする。この実施形態によれば、車両周辺情報取得装置により取得された車両の周辺情報を自動運転に反映させた車両の提供が可能になる。

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。

本願は、２０１６年１２月６日提出の国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０８６２２５、２０１６年１２月９日提出の日本国特許出願特願２０１６−２３９７３１を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (9)

1. 電波により車両の周囲の物体を検出するレーダ検出部と、光により前記車両の周囲の物体を検出するライダ検出部とを用いて前記車両の周辺の情報を取得する車両周辺情報取得装置であって、
   前記レーダ検出部は、
   前記車両の四隅において１つずつ配置されるともに、前記車両の一方側の中央に１つ配置され、
   前記ライダ検出部は、
   前記車両の一方側の各隅部において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の内側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の各側方において、前記レーダ検出部の配置位置よりも車幅方向の外側に１つずつ配置され、前記車両の他方側の中央に１つ配置され、
   前記一方側に配置される前記ライダ検出部のセンサ中心が前記車両の進行方向に対してオフセットする角度は、前記他方側に配置される前記ライダ検出部のセンサ中心が前記車両の進行方向に対してオフセットする角度よりも小さく配置されており、
   前記一方側の各隅部の前記ライダ検出部と前記他方側の各側方の前記ライダ検出部とは検出範囲の一部が重複するように配置され、
   前記他方側の中央の前記ライダ検出部は、前記他方側の各側方の前記ライダ検出部と略同じ高さに配置され、
   前記車両から積載物を除いた状態で、前記車両の前方である前記一方側の各隅部における前記ライダ検出部の配置位置を基準として、前記車両の後方である前記他方側の各側方の前記ライダ検出部及び前記他方側の中央の前記ライダ検出部の配置位置は、前記基準の配置位置に比べて所定量高く設定され、
   前記積載物を積載した状態において、前記他方側のサスペンションの変位量が前記一方側のサスペンションの変位量に比べて前記所定量大きくなった場合に、前記一方側の各隅部のライダ検出部と、前記他方側の各側方のライダ検出部及び前記他方側の中央の前記ライダ検出部とは、前記車両に対して、高さ方向における配置位置の差が縮小するように配置されていることを特徴とする車両周辺情報取得装置。
2. 前記車両周辺情報取得装置は、撮影した画像により物体を検出する画像検出部を更に備え、
   前記画像検出部は、
   前記車両の一方側に配置され、
   前記一方側の各隅部に配置される前記ライダ検出部の検出範囲と、前記画像検出部の検出範囲と、は前記車両の進行方向において重畳することを特徴とする請求項１に記載の車両周辺情報取得装置。
3. 前記車両の一方側の各隅部および他方側の各側方および他方側の中央において、前記ライダ検出部のそれぞれは前記レーダ検出部の配置位置よりも低い位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両周辺情報取得装置。
4. 前記車両の一方側に配置され、前記車両の周囲を撮像した画像により物体を検出する画像検出部と、
   前記レーダ検出部の検出結果と、前記画像検出部による検出結果とを合成した物標情報を生成する第１処理部と、
   前記ライダ検出部の検出結果と、前記画像検出部による検出結果を合成した物標情報を生成する第２処理部と、
   前記第１処理部で生成された物標情報と、前記第２処理部で生成された物標情報と、を統合して前記車両の周囲の物標情報を生成する第３処理部と、を更に有することを特徴とする請求項1乃至３のいずれか１項に記載の車両周辺情報取得装置。
5. 前記第２処理部は、
   前記ライダ検出部から入力された情報と、前記画像検出部から合成処理の対象として入力された情報とを合成した前記物標情報を生成し、
   前記合成処理の対象とならない情報をバイパス情報として前記第３処理部に出力することを特徴とする請求項４に記載の車両周辺情報取得装置。
6. 前記合成処理の対象とならない情報には、車線や白線の位置、信号または標識、落下物、走行可能なフリースペースに関する領域情報、分岐または合流点の検出結果のいずれかが含まれることを特徴とする請求項５に記載の車両周辺情報取得装置。
7. 前記画像検出部は、
   前記車両に配置されている前記レーダ検出部および前記第１処理部と、第１通信線を介して接続する第１画像検出部と、
   前記車両に配置されている前記ライダ検出部および前記第２処理部と、第２通信線を介して接続する第２画像検出部と、
   を有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の車両周辺情報取得装置。
8. 前記車両の一方側の中央に配置されている前記レーダ検出部の検知距離は、前記車両の一方側の各隅部および他方側の各隅部の四隅に配置されている前記レーダ検出部の検知距離に比べて長く設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の車両周辺情報取得装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車両周辺情報取得装置を備えることを特徴とする車両。