以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムの要部を示すブロック図である。図1を参照して、実施の形態1に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムについて説明する。
車両1は、N個のソナー2を有している(Nは2以上の整数である。)。具体的には、例えば、車両1の後端部に4個のソナー2_OR,2_IR,2_IL,2_OLが設けられている。これらのソナー2_OR,2_IR,2_IL,2_OLにより、リアソナー3が構成されている。個々のソナー2は、車両1の後方に超音波(以下「探査波」という。)TWを送信自在なものである。また、個々のソナー2は、車両1の後方に存在する物体Oにより探査波が反射されたとき、当該反射された探査波(すなわち反射波)RWを受信自在なものである。
車両1は、制御装置4を有している。制御装置4は、例えば、ECU(Electronic Control Unit)により構成されている。車両1は、センサ類5を有している。センサ類5は、例えば、車輪速センサ、GPS(Global Positioning System)受信機、ヨーレートセンサ及びジャイロセンサを含むものである。車両1は、出力装置6を有している。出力装置6は、例えば、ディスプレイ又はスピーカのうちの少なくとも一方により構成されている。出力装置6のうちのディスプレイは、例えば、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイを用いたものである。
制御装置4は、送信制御部11を有している。制御装置4は、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24を有している。受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24により、障害物検知装置100の要部が構成されている。制御装置4は、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14及び警告信号出力部15を有している。
このようにして、障害物検知システム200の要部が構成されている。
次に、図2を参照して、送信制御部11、受信制御部21及びエコー検出部22の動作について説明する。
送信制御部11は、N個のソナー2に電気信号(以下「送信信号」という。)TSを順次供給することにより、N個のソナー2に探査波TWを順次送信させる制御(以下「探査波送信制御」という。)を実行する。具体的には、例えば、送信制御部11は、車両1が後退しているとき、4個のソナー2_OR,2_IR,2_IL,2_OLに送信信号TSを順次供給することにより、4個のソナー2_OR,2_IR,2_IL,2_OLに探査波TWを順次送信させる。
個々のソナー2により送信される探査波TWは、例えば、所定の搬送波周波数にて変調されたパルス波である。N個のソナー2のうちの任意の2個のソナー2間の干渉を回避する観点から、送信制御部11は、いわゆる「時分割多重」、「周波数分割多重」又は「符号分割多重」によりリアソナー3を制御するのが好適である。
受信制御部21は、個々のソナー2により電気信号が出力されたとき、当該出力された電気信号(以下「受信信号」という。)RSを取得する。受信制御部21は、受信信号RSの強度を所定の閾値Th1と比較することにより、物体Oを検出する処理(以下「物体検出処理」という。)を実行する。図中RS’は、かかる閾値判定の結果に対応する信号(以下「判定結果信号」という。)を示している。受信制御部21は、物体検出処理により物体Oが検出された場合、受信信号RSをエコー検出部22に出力する。
エコー検出部22は、物体検出処理の結果に基づき、受信信号RSのうちの物体Oによる反射波RWに対応する部位、すなわちエコーEを検出する処理(以下「エコー検出処理」という。)を実行する。より具体的には、エコー検出部22は、所定幅を有する時間窓W_T内に1個のエコーEが存在するとき、当該1個のエコーEを検出する。他方、時間窓W_T内に複数個のエコーEが存在するとき、エコー検出部22は、当該複数個のエコーEを検出する。以下、当該検出された1個以上のエコーEにより構成されるグループEGを「エコー群」という。
ここで、時間窓W_Tは、所定幅を有する距離窓W_Dに対応するものである。以下、時間窓W_T及び距離窓W_Dを総称して「ウィンドウ」という。ウィンドウWの幅は、一般的な歩行者の身長の基準値(以下「基準身長」という。)、一般的な歩行者の腕の振り幅の基準値、又は一般的な歩行者の歩幅の基準値(以下「基準歩幅」という。)のうちの少なくとも一つに基づき、予め設定されたものである。例えば、基準身長が180センチメートルであり、かつ、基準歩幅が80センチメートルであるとき、距離窓W_Dの幅は、100センチメートルに設定されている。この値は、いわゆる「マージン」を含むものである。このように、ウィンドウWは、歩行者に対応する幅を有するものである。
受信制御部21は、物体検出処理により物体Oが検出された場合、受信信号RSにおける強度が閾値Th1を超えている部位毎に(すなわちエコーE毎に)、以下の式(1)により距離Dを算出する処理(以下「測距処理」という。)を実行する。距離Dは、車両1と個々のエコーEに対応する物(すなわち物体O又は物体Oの一部)との間の距離に対応している。
D=(PV×PT)/2 (1)
ここで、PVは、空気中の探査波TWの伝搬速度を示している。伝搬速度PVの値は、例えば、受信制御部21に予め記憶されている。また、PTは、探査波TWの往復伝搬時間を示している。したがって、PV×PTは、探査波TWの往復伝搬距離PDに対応している。
図2に示す例においては、2個のエコーE_1,E_2が検出される。また、2個のエコーE_1,E_2に対応する2個の往復伝搬時間PT_1,PT_2に基づき、2個のエコーE_1,E_2に対応する2個の距離D_1,D_2(不図示)が算出される。このとき、PV×PT_1は、往復伝搬距離PD_1に対応している。また、PV×PT_2は、往復伝搬距離PD_2に対応している。
ここで、障害物検知システム200において、リアソナー3により受信される反射波RWは、物体Oにより互いに異なる方向に反射された2個の反射波RW1,RW2を含むものである。当該2個の反射波RW1,RW2は、例えば、N個のソナー2のうちの互いに異なるソナー2により受信されるものである。以下、当該2個の反射波RW1,RW2のうちの一方の反射波RW1を「第1反射波」という。また、当該2個の反射波RW1,RW2のうちの他方の反射波RW2を「第2反射波」という。
したがって、障害物検知装置100において、受信制御部21により取得される受信信号RSは、第1反射波RW1に対応する受信信号(以下「第1受信信号」という。)RS1と、第2反射波RW2に対応する受信信号(以下「第2受信信号」という。)RS2とを含むものである。また、エコー検出部22により検出されるエコー群EGは、第1受信信号RS1におけるエコー群(以下「第1エコー群」という。)EG1と、第2受信信号RS2におけるエコー群(以下「第2エコー群」という。)EG2とを含むものである。
次に、図3〜図7を参照して、第1歩行者判別部23の動作について説明する。
図3は、物体Oが1本のポールである場合における、第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2などの例を示している。
図3に示す如く、まず、ソナー2_ORが探査波TW1を送信したとき、このソナー2_ORが第1反射波RW1を受信して、受信制御部21が第1受信信号RS1を取得して、エコー検出部22が第1エコー群EG1を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第1反射波RW1は、いわゆる「直接波」の関係を有している。次いで、他のソナー2_OLが探査波TW2を送信したとき、このソナー2_OLが第2反射波RW2を受信して、受信制御部21が第2受信信号RS2を取得して、エコー検出部22が第2エコー群EG2を検出したものとする。この場合における探査波TW2及び第2反射波RW2は、直接波の関係を有している。
図3に示す例において、第1エコー群EG1は、1個のエコーE_1を含むものである。これは、板状エコーである。また、第2エコー群EG2は、1個のエコーE_2を含むものである。これは、板状エコーである。
図4は、物体Oが1本のポールである場合における、第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2などの他の例を示している。
図4に示す如く、ソナー2_ORが探査波TW1を送信したとき、このソナー2_ORが第1反射波RW1を受信して、受信制御部21が第1受信信号RS1を取得して、エコー検出部22が第1エコー群EG1を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第1反射波RW1は、直接波の関係を有している。また、このとき、他のソナー2_OLが第2反射波RW2を受信して、受信制御部21が第2受信信号RS2を取得して、エコー検出部22が第2エコー群EG2を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第2反射波RW2は、いわゆる「間接波」の関係を有している。
図4に示す例において、第1エコー群EG1は、1個のエコーE_1を含むものである。これは、板状エコーである。また、第2エコー群EG2は、1個のエコーE_2を含むものである。これは、板状エコーである。
このように、物体Oが1本のポールである場合、物体Oに対する探査波TWの照射タイミング、物体Oに対する探査波TWの照射方向、及び物体Oによる探査波TWの反射方向にかかわらず、個々のエコー群EGに含まれるエコーEの個数(以下「エコー数」という。)NEが一定である。より具体的には、エコー数NEが1である。
これに対して、物体Oが歩行者である場合は以下のようになる。
通常、歩行者の形状はポールの形状に比して複雑である。このため、歩行者に探査波TWが照射されたとき、歩行者の複数個の部位(例えば頭部、胴体、右腕、左腕、右脚及び左脚)のうちの1個以上の部位により探査波TWが反射される。例えば、リアソナー3の取付け高さが歩行者の腰の位置よりも高く、かつ、個々のソナー2による探査波TWの照射方向が路面と平行又は略平行な方向に設定されている場合、主に、胴体、右腕及び左腕を含む3部位のうちの少なくとも1部位により探査波TWが反射される。
図5に示す如く、歩行者は、腕振りにより右腕が前方に振り上げられており、かつ、これに応じて左脚が前方に踏み出されている状態(以下「第1状態」という。)と、腕振りにより左腕が前方に振り上げられており、かつ、これに応じて右脚が前方に踏み出されている状態(以下「第3状態」という。)と、これらの状態に対する中間の状態、すなわち両腕が胴体の真横に配置されている状態(以下「第2状態」という。)とを繰り返す。
図5におけるA1は、物体Oが歩行者である場合における、探査波TWが主に照射される範囲(以下「照射範囲」という。)の例を示している。また、図5におけるA2は、この場合における、探査波TWが主に反射される範囲(以下「反射範囲」という。)の例を示している。
図5に示す如く、仮に、歩行者の左方から探査波TWが照射された場合において、歩行者が第1状態又は第3状態であるときは、主に、左腕、胴体及び右腕を含む3部位(図中A2_1、A2_2及びA2_3)により探査波TWが反射される蓋然性が高い。他方、この場合において、歩行者が第2状態であるときは、主に、左腕を含む1部位(図中A2_1)により探査波TWが反射される蓋然性が高い。
このように、物体Oが歩行者である場合、歩行者に対する探査波TWの照射タイミングに応じて、歩行者における探査波TWを主に反射する部位数が変動する。また、歩行者に対する探査波TWの照射方向に応じて、当該部位数が変動する。したがって、歩行者による探査波TWの反射方向に応じて、当該部位数が変動する。
図6は、物体Oが歩行者である場合における、第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2などの例を示している。
図6に示す如く、まず、ソナー2_ORが探査波TW1を送信したとき、このソナー2_ORが第1反射波RW1を受信して、受信制御部21が第1受信信号RS1を取得して、エコー検出部22が第1エコー群EG1を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第1反射波RW1は、直接波の関係を有している。次いで、他のソナー2_OLが探査波TW2を送信したとき、このソナー2_OLが第2反射波RW2を受信して、受信制御部21が第2受信信号RS2を取得して、エコー検出部22が第2エコー群EG2を検出したものとする。この場合における探査波TW2及び第2反射波RW2は、直接波の関係を有している。
図6に示す例において、第1エコー群EG1は、2個のエコーE_1,E_2を含むものである。すなわち、第1エコー群EG1は、林状エコーを含むものである。これは、例えば、主に胴体及び片腕により探査波TW1が反射されて、かかる第1反射波RW1がソナー2_ORにより受信されたためである。
他方、第2エコー群EG2は、3個のエコーE_3,E_4,E_5を含むものである。すなわち、第2エコー群EG2は、林状エコーを含むものである。これは、例えば、主に胴体及び両腕により探査波TW2が反射されて、かかる第2反射波RW2がソナー2_OLにより受信されたためである。
図7は、物体Oが歩行者である場合における、第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2などの他の例を示している。
図7に示す如く、ソナー2_ORが探査波TW1を送信したとき、このソナー2_ORが第1反射波RW1を受信して、受信制御部21が第1受信信号RS1を取得して、エコー検出部22が第1エコー群EG1を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第1反射波RW1は、直接波の関係を有している。また、このとき、他のソナー2_OLが第2反射波RW2を受信して、受信制御部21が第2受信信号RS2を取得して、エコー検出部22が第2エコー群EG2を検出したものとする。この場合における探査波TW1及び第2反射波RW2は、間接波の関係を有している。
図7に示す例において、第1エコー群EG1は、2個のエコーE_1,E_2を含むものである。すなわち、第1エコー群EG1は、林状エコーを含むものである。これは、例えば、第1反射波RW1が主に胴体及び片腕による反射に係るものであるためである。
他方、第2エコー群EG2は、1個のエコーE_3を含むものである。すなわち、第2エコー群EG2は、板状エコーを含むものである。これは、例えば、第2反射波RW2が主に胴体による反射に係るものであるためである。
このように、物体Oが歩行者である場合、歩行者に対する探査波TWの照射タイミング、歩行者に対する探査波TWの照射方向、及び歩行者による探査波TWの反射方向に応じて、個々のエコー群EGにおけるエコー数NEが変動する。これは、図5を参照して説明したとおり、歩行者における探査波TWを主に反射する部位数が変動するためである。
以上の内容を踏まえて、第1歩行者判別部23は、以下のようにして、物体Oが歩行者であるか否かを判別する。より具体的には、第1歩行者判別部23は、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別する。
すなわち、第1歩行者判別部23は、第1エコー群EG1におけるエコー数(以下「第1エコー数」という。)NE1を算出するとともに、第2エコー群EG2におけるエコー数(以下「第2エコー数」という。)NE2を算出する。第1歩行者判別部23は、第1エコー数NE1又は第2エコー数NE2のうちの少なくとも一方が2以上である場合、物体Oが歩行者であると判別する。他方、第1エコー数NE1が1であり、かつ、第2エコー数NE2が1である場合、第1歩行者判別部23は、物体Oが静止物であると判別する。
または、第1歩行者判別部23は、第1エコー数NE1を算出するとともに、第2エコー数NE2を算出する。第1歩行者判別部23は、第1エコー数NE1及び第2エコー数NE2の合計数が3以上である場合、物体Oが歩行者であると判別する。他方、第1エコー数NE1及び第2エコー数NE2の合計数が2である場合、第1歩行者判別部23は、物体Oが静止物であると判別する。
換言すれば、第1歩行者判別部23は、第1エコー群EG1又は第2エコー群EG2のうちの少なくとも一方が複数個のエコーEを含むものである場合、物体Oが歩行者であると判別する。他方、第1エコー群EG1が1個のエコーEのみを含むものであり、かつ、第2エコー群EG2が1個のエコーEのみを含むものである場合、第1歩行者判別部23は、物体Oが静止物であると判別する。
例えば、図3に示す例においては、第1エコー数NE1が1であり、かつ、第2エコー数NE2が1である。このため、第1歩行者判別部23は、物体Oが静止物であると判別する。また、図4に示す例においては、第1エコー数NE1が1であり、かつ、第2エコー数NE2が1である。このため、第1歩行者判別部23は、物体Oが静止物であると判別する。また、図6に示す例においては、第1エコー数NE1が2であり、かつ、第2エコー数NE2が3である。このため、第1歩行者判別部23は、物体Oが歩行者であると判別する。また、図7に示す例においては、第1エコー数NE1が2であり、かつ、第2エコー数NE2が1である。このため、第1歩行者判別部23は、物体Oが歩行者であると判別する。
仮に、物体Oによる一方向に対する反射波RWに対応するエコー群EGのみに基づき物体Oが歩行者であるか静止物であるかが判別されるものであるとする。この場合、例えば、図7に示す例において、第2反射波RW2に対応する第2エコー群EG2に含まれる板状エコーに基づき、物体Oが歩行者であるにもかかわらず、物体Oが静止物であると誤判別される可能性がある。これに対して、第1歩行者判別部23は、物体Oによる複数方向に対する反射波RW1,RW2に対応するエコー群EG1,EG2に基づき、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別する。これにより、例えば、図7に示す例において、物体Oが歩行者であると正確に判別することができる。
このように、複数方向に対する反射波RW1,RW2を用いることにより、一方向に対する反射波RWのみを用いる場合に比して、物体Oが歩行者であるか否かの判別精度を向上することができる。
以下、第1歩行者判別部23により実行される処理を総称して「歩行者判別処理」という。
次に、図8を参照して、胴体判別部24の動作について説明する。
第1歩行者判別部23により物体Oが歩行者であると判別されたとき、第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2の各々は、1個以上のエコーEを含むものである。このとき、胴体判別部24は、当該1個以上のエコーEのうちのいずれのエコーEが胴体に対応するものであるかを判別する。より具体的には、胴体判別部24は、以下の第1判別方法、第2判別方法、第3判別方法又は第4判別方法により、胴体に対応するエコーEを判別する。
〈第1判別方法(図8A参照)〉
胴体判別部24は、個々のエコー群EGにおけるエコー数NEを算出する。また、胴体判別部24は、個々のエコーEにおける閾値Th1を超えている部位の幅(以下「エコー幅」という。)EWを算出する。エコー数NEが1である場合において、当該1個のエコーEのエコー幅EWが所定幅以上であるとき、胴体判別部24は、当該1個のエコーEが胴体に対応するものであると判別する。
通常、探査波TWを反射する部位の面積(以下「反射面積」という。)が大きいときは、反射面積が小さいときに比して、対応するエコーEのエコー幅EWが大きくなる。換言すれば、反射面積が小さいときは、反射面積が大きいときに比して、対応するエコーEのエコー幅EWが小さくなる。ここで、探査波TWが胴体により反射されるときは、探査波TWが左腕又は右腕などにより反射されるときに比して、反射面積が大きくなる傾向がある。他方、探査波TWが左腕又は右腕などにより反射されるときは、探査波TWが胴体により反射されるときに比して、反射面積が小さくなる傾向がある。そこで、胴体判別部24は、エコー幅EWの大小に基づき、胴体に対応するエコーEを判別するのである。
図8Aに示す例においては、1個のエコーE_1が検出されている。胴体判別部24は、エコー数NEが1であると算出するとともに、当該1個のエコーE_1に対応する1個のエコー幅EW_1を算出する。胴体判別部24は、当該1個のエコー幅EW_1が所定幅以上であるため、当該1個のエコーE_1が胴体に対応するものであると判別する。
〈第2判別方法(図8B参照)〉
胴体判別部24は、個々のエコー群EGにおけるエコー数NEを算出する。また、胴体判別部24は、個々のエコーEのエコー幅EWを算出する。エコー数NEが2以上である場合、胴体判別部24は、当該2個以上のエコーEのうちの最大のエコー幅EWを有するエコーEが胴体に対応するものであると判別する。
すなわち、上記のとおり、探査波TWが胴体により反射されるときは、探査波TWが左腕又は右腕などにより反射されるときに比して、反射面積が大きくなる傾向がある。他方、探査波TWが左腕又は右腕などにより反射されるときは、探査波TWが胴体により反射されるときに比して、反射面積が小さくなる傾向がある。そこで、胴体判別部24は、エコー幅EWの大小に基づき、胴体に対応するエコーEを判別するのである。
図8Bに示す例においては、2個のエコーE_1,E_2が検出されている。胴体判別部24は、エコー数NEが2であると算出するとともに、当該2個のエコーE_1,E_2に対応する2個のエコー幅EW_1,EW_2を算出する。胴体判別部24は、エコー幅EW_1がエコー幅EW_2よりも大きいため、エコーE_1が胴体に対応するものであると判別する。
〈第3判別方法(図8C参照)〉
胴体判別部24は、個々のエコー群EGにおけるエコー数NEを算出する。エコー数NEが3以上である場合、胴体判別部24は、当該3個以上のエコーEのうちのウィンドウW内の両端部に配置されたエコーEを除く残余のエコーEが胴体に対応するものであると判別する。換言すれば、胴体判別部24は、当該3個以上のエコーEのうちのウィンドウW内の中央部に配置されたエコーEが胴体に対応するものであると判別する。
例えば、左腕、胴体及び右腕により探査波TWが反射されるときは、通常、まず、左腕又は右腕のうちのいずれか一方により探査波TWが反射されて、次いで、胴体により探査波TWが反射されて、次いで、左腕又は右腕のうちのいずれか他方により探査波TWが反射される蓋然性が高い。そこで、胴体判別部24は、ウィンドウW内の配置位置に基づき、胴体に対応するエコーEを判別するのである。
図8Cに示す例においては、3個のエコーE_1,E_2,E_3が検出されている。胴体判別部24は、エコー数NEが3であると算出する。胴体判別部24は、当該3個のエコーE_1,E_2,E_3のうちのウィンドウW内の両端部に配置されたエコーE_1,E_3を除く残余のエコーE_2が胴体に対応するものであると判別する。すなわち、胴体判別部24は、当該3個のエコーE_1,E_2,E_3のうちのウィンドウW内の中央部に配置されたエコーE_2が胴体に対応するものであると判別する。
〈第4判別方法(図8D参照)〉
胴体判別部24は、個々のエコー群EGにおけるエコー数NEを算出する。また、胴体判別部24は、個々のエコーEのピーク値(以下「実ピーク値」という。)Pを算出する。また、胴体判別部24は、個々のエコーEのエコー幅EWを算出して、当該算出されたエコー幅EWに基づくピーク値(以下「推定ピーク値」という。)P’を算出する。具体的には、例えば、胴体判別部24は、当該算出されたエコー幅EWに所定の係数αを乗算することにより、推定ピーク値P’を算出する。胴体判別部24は、個々のエコーEについて、実ピーク値Pと推定ピーク値P’との差分値ΔPを算出する。胴体判別部24は、エコー数NEが2以上である場合、当該2個以上のエコーEのうちの最大の差分値ΔPを有するエコーEが胴体に対応するものであると判別する。所定の係数αの具体例は、送信信号と相似形になるような係数を選択する。
すなわち、差分値ΔPが大きい場合、対応するエコーEの波形は、実ピーク値Pに対してエコー幅EWが大きい波形である。これは、反射面積が大きいことを示している(第1判別方法の説明参照。)。探査波が反射面積の大きな物体に入射すると、物体で反射して再び受信する伝搬経路の数が大きくなり、その伝搬経路長は少しずつ異なるものとなる。そのため、これら複数の伝搬経路を伝搬して戻ってきた各反射波は少しずつ遅延して受信されるので、これら反射波の合成波となる。合成波のエコー幅は大きくなるが、探査波の相似波形にならずピーク自体は大きくならない。他方、差分値ΔPが小さい場合、対応するエコーEの波形は、実ピーク値Pに対してエコー幅EWが小さい波形である。これは、反射面積が小さいことを示している(第1判別方法の説明参照。)。探査波が反射面積の小さな物体に入射すると、物体で反射して再び受信する伝搬経路の数は大きな物体に比して少ない。そのため、合成される反射波の数も少なくなるので、合成波は探査波の相似波形に近い波形となる。反射面積の大きい物体に比して、合成波のエコー幅も小さくなる。そこで、胴体判別部24は、差分値ΔPの大小に基づき、胴体に対応するエコーEを判別するのである。
図8Dに示す例においては、2個のエコーE_1,E_2が検出されている。胴体判別部24は、エコー数NEが2であると算出する。胴体判別部24は、エコーE_1について、実ピーク値P_1を算出して、エコー幅EW_1を算出して、推定ピーク値P’_1を算出して、差分値ΔP_1を算出する。胴体判別部24は、エコーE_2について、実ピーク値P_2を算出して、エコー幅EW_2を算出して、推定ピーク値P’_2を算出して、差分値ΔP_2を算出する。胴体判別部24は、差分値ΔP_2が差分値ΔP_1よりも大きいため、エコーE_2が胴体に対応するものであると判別する。
以下、胴体判別部24により実行される処理を総称して「胴体判別処理」という。
次に、位置算出部13の動作について説明する。併せて、車両情報取得部12の動作について説明する。
車両情報取得部12は、センサ類5を用いて、個々のソナー2により探査波TWが送信されたときの車両1の位置座標を示す情報を取得する。また、位置算出部13は、受信制御部21により算出された距離Dを示す情報を取得する。位置算出部13は、これらの情報を用いて、物体Oの位置を算出する。より具体的には、位置算出部13は、車両1の左右方向に対応するX軸を有し、かつ、車両1の前後方向に対応するY軸を有する座標系CS1における物体Oの位置座標PCを算出する。位置座標PCの算出には、公知の種々の算出方法を用いることができる。これらの算出方法については説明を省略する。
ここで、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合、位置算出部13は、胴体判別部24による判別結果を取得する。位置算出部13は、胴体判別部24による判別結果に基づき、胴体の位置座標PCを算出する。すなわち、この場合、受信制御部21により、例えば、左腕に対応する距離D、胴体に対応する距離D及び右腕に対応する距離Dが算出されている。位置算出部13は、当該算出された距離Dのうちの胴体に対応する距離Dに基づき、位置座標PCを算出する。
以下、位置算出部13により実行される処理を総称して「位置算出処理」という。
次に、図9〜図11を参照して、警告要否判定部14及び警告信号出力部15の動作について説明する。併せて、車両情報取得部12及び出力装置6などの動作について説明する。
車両情報取得部12は、センサ類5を用いて、車両1の位置座標を示す情報、及び車両1の進行方向を示す情報を取得する。警告要否判定部14は、これらの情報を用いて、車両1の予測進路PPを算出する。警告要否判定部14は、当該算出された予測進路PPに対応する範囲(以下「予測進路範囲」という。)A3を設定する。予測進路範囲A3は、例えば、座標系CS1における範囲である。警告要否判定部14は、位置算出部13により算出された位置座標PCに基づき、物体Oが予測進路範囲A3内に位置するものであるか予測進路範囲A3外に位置するものであるかを判定する。
警告要否判定部14は、第1歩行者判別部23による判別結果を取得する。警告要否判定部14は、物体Oが予測進路範囲A3内に位置するものであると判定された場合(図9参照)、第1歩行者判別部23による判別結果にかかわらず、車両1の搭乗者等に対する警告(以下単に「警告」という。)が要であると判別する。
また、警告要否判定部14は、物体Oが予測進路範囲A3外に位置するものであると判定された場合において(図10参照)、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示しているとき、警告が要であると判定する。また、警告要否判定部14は、この場合において、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示しているとき、警告が不要であると判定する。図11は、これらの判定処理に用いられるテーブルTを示している。
警告信号出力部15は、警告要否判定部14により警告が要であると判定された場合、警告用の信号(以下「警告信号」という。)を出力装置6、車両制御装置(不図示)又は無線通信装置(不図示)のうちの少なくとも一つに出力する。車両制御装置は、例えば、ECUにより構成されている。無線通信装置は、例えば、無線通信用の送信機及び受信機により構成されている。
出力装置6のうちのディスプレイは、警告信号出力部15により警告信号が出力されたとき、警告用の画像を表示する。出力装置6のうちのスピーカは、警告信号出力部15により警告信号が出力されたとき、警告用の音声を出力する。これにより、車両1が物体Oと衝突する可能性があることを車両1の搭乗者に知らせることができる。
車両制御装置は、警告信号出力部15により警告信号が出力されたとき、車両1のブレーキ及びエンジントルクなどを制御することにより、衝突被害軽減用の制御を実行する。これにより、仮に車両1が物体Oと衝突したときの被害の軽減を図ることができる。または、車両制御装置は、警告信号出力部15により警告信号が出力されたとき、車両1のブレーキ、エンジントルク及びステアリングなどを制御することにより、衝突回避用の制御を実行する。これにより、車両1と物体O間の衝突の回避を図ることができる。
無線通信装置は、警告信号出力部15により警告信号が出力されたとき、その旨を携帯情報端末(不図示)又はサーバ装置(不図示)などに通知する。これにより、車両1が物体Oと衝突する可能性があることを車両1の搭乗者と異なる者に知らせることができる。
次に、図12を参照して、制御装置4の要部のハードウェア構成について説明する。
図12Aに示す如く、制御装置4は、プロセッサ31及びメモリ32を有している。メモリ32には、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。かかるプログラムをプロセッサ31が読み出して実行することにより、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24の機能が実現される。
または、図12Bに示す如く、制御装置4は、処理回路33を有している。この場合、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24の機能が専用の処理回路33により実現される。
または、制御装置4は、プロセッサ31、メモリ32及び処理回路33を有している(不図示)。この場合、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23及び胴体判別部24の機能のうちの一部の機能がプロセッサ31及びメモリ32により実現されるとともに、残余の機能が専用の処理回路33により実現される。
プロセッサ31は、1個又は複数個のプロセッサにより構成されている。個々のプロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はDSP(Digital Signal Processor)を用いたものである。
メモリ32は、1個又は複数個の不揮発性メモリにより構成されている。または、メモリ32は、1個又は複数個の不揮発性メモリ及び1個又は複数個の揮発性メモリにより構成されている。個々の揮発性メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)を用いたものである。個々の不揮発性メモリは、例えば、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)、SSD(Solid State Drive)又はHDD(Hard Disk Drive)を用いたものである。
処理回路33は、1個又は複数個のデジタル回路により構成されている。または、処理回路33は、1個又は複数個のデジタル回路及び1個又は複数個のアナログ回路により構成されている。すなわち、処理回路33は、1個又は複数個の処理回路により構成されている。個々の処理回路は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)、SoC(System−on−a−Chip)又はシステムLSI(Large−Scale Integration)を用いたものである。
次に、図13のフローチャートを参照して、制御装置4の動作について、送信制御部11、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び位置算出部13の動作を中心に説明する。
まず、送信制御部11が探査波送信制御を実行する(ステップST1)。次いで、受信制御部21が受信信号RSを取得する(ステップST2)。次いで、受信制御部21が物体検出処理及び測距処理を実行する(ステップST3)。探査波送信制御、物体検出処理及び測距処理の詳細については、図2を参照して既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
物体検出処理により物体Oが検出されなかった場合(ステップST4“NO”)、制御装置4の処理はステップST1に進む。他方、物体検出処理により物体Oが検出された場合(ステップST4“YES”)、次いで、障害物検知装置100は、第1受信信号RS1を用いて検出された物体Oと第2受信信号RS2を用いて検出された物体Oとが互いに同一の物体であるか否かを判定する(ステップST5)。
具体的には、例えば、障害物検知装置100は、測距処理により算出された距離Dに基づき、これらの物体Oが互いに同一の物体であるか否かを判定する。すなわち、障害物検知装置100は、第1受信信号RS1を用いて検出された物体Oに対応する距離Dと、第2受信信号RS2を用いて検出された物体Oに対応する距離Dとの差分値を算出する。障害物検知装置100は、当該算出された差分値が所定値未満である場合、これらの物体Oが互いに同一の物体であると判定する。他方、当該算出された差分値が所定値以上である場合、障害物検知装置100は、これらの物体Oが互いに異なる物体であると判定する。
これらの物体Oが互いに同一の物体であると判定された場合(ステップST5“YES”)、制御装置4の処理はステップST6に進む。他方、これらの物体Oが互いに異なる物体であると判定された場合(ステップST5“NO”)、制御装置4の処理はステップST1に進む。
次いで、エコー検出部22がエコー検出処理を実行する(ステップST6)。エコー検出処理の詳細については、図2を参照して既に説明したととおりであるため、再度の説明は省略する。
次いで、第1歩行者判別部23が歩行者判別処理を実行する(ステップST7)。歩行者判別処理の詳細については、図3〜図7を参照して既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合(ステップST8“YES”)、次いで、胴体判別部24が胴体判別処理を実行する(ステップST9)。胴体判別処理の詳細については、図8を参照して既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。なお、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示している場合(ステップST8“NO”)、ステップST9の処理はスキップされる。
次いで、位置算出部13が位置算出処理を実行する(ステップST10)。位置算出処理の詳細については、既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
次に、図14を参照して、制御装置4の動作について、警告要否判定部14及び警告信号出力部15の動作を中心に説明する。図14に示すステップST11の処理は、例えば、図13に示すステップST10の処理に次いで実行される。
まず、警告要否判定部14が警告の要否を判定する(ステップST11)。警告要否判定部14による判定方法の詳細については、図9〜図11を参照して既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
警告要否判定部14により警告が要であると判定された場合(ステップST12“YES”)、次いで、警告信号出力部15が警告信号を出力する(ステップST13)。警告信号の出力先の詳細については、既に説得したとおりであるため、再度の説明は省略する。なお、警告要否判定部14により警告が不要であると判定された場合(ステップST12“NO”)、ステップST13の処理はスキップされる。
なお、物体Oが歩行者である場合における照射範囲A1及び反射範囲A2は、図5に示す具体例に限定されるものではない。例えば、図15に示す如く、照射範囲A1に路面Rが含まれるものであっても良い。
図15に示す如く、歩行者は、両足が路面Rに接している状態(以下「第4状態」という。)と、片足のみが路面Rに接している状態(以下「第5状態」という。)とを繰り返す。第4状態にて探査波TWが照射された場合、左足及び右足の各々にて、いわゆる「回帰反射」が発生する。このため、左足及び右足を含む2部位(図中A2_1及びA2_2)による反射波RWが受信される。他方、第5状態にて探査波TWが照射された場合、左足又は右足のうちのいずれか一方にて回帰反射が発生する。このため、左足又は右足を含む1部位(図中A2_1)による反射波RWが受信される。
ここで、回帰反射とは、探査波TWが、まず、路面Rにより反射されて、次いで、歩行者の靴により反射されることである。または、回帰反射とは、探査波TWが、まず、歩行者の靴により反射されて、次いで、路面Rにより反射されることである。
このように、歩行者に対する探査波TWの照射タイミングに応じて、歩行者における探査波TWを主に反射する部位数が変動する。このため、第1歩行者判別部23における歩行者判別処理により、物体Oが歩行者であるか否かを判別することができる。
特に、歩行者が着用している服の材質によっては、胴体による探査波TWの反射率が低いことがある。これに対して、かかる材質が靴に使用されることは稀である。照射範囲A1に路面Rが含まれている場合、歩行者が反射率の低い服を着用しているときであっても、回帰反射による反射波RWに基づき、歩行者を確実に検知することができる。
次に、障害物検知システム200の変形例について説明する。
制御装置4は、車両1が後退しているとき、図13に示す処理を繰り返し実行するものであっても良い。これにより、制御装置4は、個々の物体Oについて、いわゆる「トラッキング」の処理を実行するものであっても良い。制御装置4は、トラッキングの結果に基づき、個々の物体Oに係るTTC(Time To Collision)を演算するものであっても良い。当該演算されたTTCに応じて、例えば、出力装置6により出力される警告の態様若しくは内容が変化するものであっても良く、又は出力装置6による警告の出力タイミングが変化するものであっても良い。
また、上記のとおり、第1反射波RW1が直接波であり、かつ、第2反射波RW2が直接波であっても良い(図3又は図6参照)。また、第1反射波RW1が直接波であり、かつ、第2反射波RW2が間接波であっても良い(図4又は図7参照)。これに対して、第1反射波RW1が間接波であり、かつ、第2反射波RW2が直接波であっても良い(不図示)。また、第1反射波RW1が間接波であり、かつ、第2反射波RW2が間接波であっても良い(不図示)。
ただし、直接波のみを用いた場合、歩行者判別処理が実行されるよりも先に、探査波TWを最低2回送信することが求められる。これに対して、間接波を用いた場合、歩行者判別処理が実行されるよりも先に、探査波TWを最低1回送信することが求められる。すなわち、間接波を用いることにより、直接波のみを用いる場合に比して、歩行者判別処理を早期に実行することができる。このため、間接波を用いるのがより好適である。
また、車両1の後端部に、N個のソナー2に代えて1個のソナー2が設けられているものであっても良い。すなわち、当該1個のソナー2によりリアソナー3が構成されているものであっても良い。この場合、車両1の後退中に当該1個のソナー2が探査波TWを複数回送信することにより、第1反射波RW1及び第2反射波RW2が受信されるものであっても良い。
また、車両1の前端部にN個のソナー2が設けられているものであっても良い。すなわち、当該N個のソナー2によりフロントソナーが構成されているものであっても良い。この場合、車両1が前進しているとき、図13に示す処理が実行されるものであっても良い。この場合における物体検知処理は、車両1の前方に存在する物体Oを検知するものである。
また、車両1の前端部に1個のソナー2が設けられているものであっても良い。すなわち、当該1個のソナー2によりフロントソナーが設けられているものであっても良い。この場合、車両1が前進しているとき、当該1個のソナー2が探査波TWを複数回送信することにより、第1反射波RW1及び第2反射波RW2が受信されるものであっても良い。
また、N個のソナー2に代えて、1個以上のライダ又は1個以上のレーダが設けられているものであっても良い。すなわち、探査波TWは、超音波に限定されるものではなく、電波又は光であっても良い。ただし、車両1と車両1に対する前方車両又は後方車両との間における探査波TWの干渉の発生を抑制する観点から、超音波を用いるのがより好適である。
以上のように、障害物検知装置100は、車両1の周囲に存在する物体Oにより反射された第1反射波RW1に対応する第1受信信号RS1と、物体Oにより第1反射波RW1と異なる方向に反射された第2反射波RW2に対応する第2受信信号RS2と、を含む受信信号RSを取得する受信制御部21と、第1受信信号RS1における第1エコー群EG1と、第2受信信号RS2における第2エコー群EG2と、を含むエコー群EGを検出するエコー検出部22と、エコー検出部22による検出結果に基づき、歩行者に対応する幅を有するウィンドウW内に複数個のエコーEが存在するとき、物体Oが歩行者であると判別して、当該判別の結果を出力する第1歩行者判別部23と、を備える。これにより、物体Oが歩行者であるか否かを判別することができる。特に、複数方向に対する反射波RW1,RW2を用いることにより、一方向に対する反射波RWのみを用いる場合に比して、物体Oが歩行者であるか否かの判別精度を向上することができる。
また、障害物検知装置100は、エコー群EGにおけるエコー数NE又はエコー群EGにおけるエコー幅EWに基づき、複数個のエコーEのうちの歩行者の胴体に対応するエコーEを判別する胴体判別部24を備える。これにより、物体Oが歩行者であるとき、胴体に対応するエコーEを判別することができる。この結果、例えば、物体Oが歩行者であるとき、物体Oの位置座標PCを正確に算出することができ。
また、胴体判別部24は、エコー数NEが3以上であるとき、複数個のエコーEのうちのウィンドウW内の両端部に配置されたエコーEを除く中央部に配置されたエコーEが胴体に対応するエコーEであると判別する。このように、第3判別方法により、胴体に対応するエコーEを判別することができる(図8C参照)。
また、胴体判別部24は、複数個のエコーEのうちの最大のエコー幅EWを有するエコーEが前記胴体に対応するエコーEであると判別する。このように、第2判別方法により、胴体に対応するエコーEを判別することができる(図8B参照)。
また、胴体判別部24は、複数個のエコーEの各々について、実ピーク値Pとエコー幅EWに基づく推定ピーク値P’との差分値ΔPを算出して、複数個のエコーEのうちの最大の差分値ΔPを有するエコーEが胴体に対応するエコーEであると判別する。このように、第4判別方法により、胴体に対応するエコーEを判別することができる(図8D参照)。
また、第1反射波RW1及び第2反射波RW2を含む反射波RWは、車両1における互いに異なる位置に設けられた複数個のソナー2により受信されるものである。例えば、第1反射波RW1がソナー2_ORにより受信されるものであり、かつ、第2反射波RW2が他のソナー2_OLにより受信されるものである(図3、図4、図6及び図7参照)。複数個のソナー2を用いることにより、物体Oによる反射方向が互いに異なる反射波RW1,RW2を受信することができる。
また、複数個のソナー2によりリアソナー3が構成されている。リアソナー3を用いることにより、車両1の後方に存在する物体Oを検知することができる。
また、複数個のソナー2による探査波TWの照射範囲A1に路面Rが含まれている。これにより、物体Oが歩行者であるとき、歩行者が着用している服の材質にかかわらず、歩行者を確実に検知することができる(図15参照)。
実施の形態2.
図16は、実施の形態2に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムの要部を示すブロック図である。図16を参照して、実施の形態2に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムについて説明する。なお、図16において、図1に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
図16に示す如く、制御装置4aは、第2歩行者判別部25を有している。第2歩行者判別部25は、エコー検出部22により第1エコー群EG1及び第2エコー群EG2が検出されたとき、第1歩行者判別部23による判別方法と異なる判別方法により、物体Oが歩行者であるか否かを判別する。より具体的には、第2歩行者判別部25は、以下のようにして、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別する。
すなわち、第2歩行者判別部25は、第1エコー群EG1と第2エコー群EG2間の類似度DSを算出する。第2歩行者判別部25は、当該算出された類似度DSが所定値以上である場合、物体Oが静止物であると判別する。他方、当該算出された類似度DSが所定値未満である場合、第2歩行者判別部25は、物体Oが歩行者であると判別する。
実施の形態1にて説明したとおり、物体Oが静止物(例えば1本のポール)である場合、第1エコー数NE1が第2エコー数NE2と等しくなる。また、この場合、物体Oにおける第1反射波RW1の反射に係る部位の形状が、第2反射波RW2の反射に係る部位の形状と同様である蓋然性が高い。さらに、この場合、第1反射波RW1の反射に係る部位の材質が、第2反射波RW2の反射に係る部位の材質と同様である蓋然性が高い。
他方、物体Oが歩行者である場合、実施の形態1にて説明したとおり、第1エコー数NE1が第2エコー数NE2と異なり得る。また、この場合、歩行者の姿勢などに応じて、第1反射波RW1の反射に係る部位(例えば左腕を含む1部位)の形状が、第2反射波RW2の反射に係る部位(例えば左腕、胴体及び右腕を含む3部位)の形状と異なる蓋然性が高い。さらに、この場合、歩行者の服装などに応じて、第1反射波RW1の反射に係る部位の材質(例えば布)が、第2反射波RW2の反射に係る部位の材質(例えば布及び肌)と異なり得る。
したがって、物体Oが静止物であるときは、物体Oが歩行者であるときに比して、類似度DSが高くなる傾向がある。他方、物体Oが歩行者であるときは、物体Oが静止物であるときに比して、類似度DSが低くなる傾向がある。そこで、第2歩行者判別部25は、類似度DSの高低に基づき、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別するのである。以下、類似度DSの算出方法の具体例について説明する。
〈類似度DSの算出方法の第1具体例〉
第2歩行者判別部25は、第1エコー群EG1と第2エコー群EG2間の相関関数を演算する。第2歩行者判別部25は、当該演算された相関関数に基づき、類似度DSを算出する。
〈類似度DSの算出方法の第2具体例〉
第2歩行者判別部25は、第1エコー群EG1における波形面積(以下「第1面積」という。)S1を検出する。第1面積S1は、例えば、第1エコー群EG1における強度が閾値Th1を超えている部位の面積の合計値である。また、第2歩行者判別部25は、第2エコー群EG2における波形面積(以下「第2面積」という。)S2を算出する。第2面積S2は、例えば、第2エコー群EG2における強度が閾値Th1を超えている部位の面積の合計値である。
第2歩行者判別部25は、第1面積S1と第2面積S2間の差分値を算出する。第2歩行者判別部25は、当該算出された差分値に基づき、類似度DSを算出する。
〈類似度DSの算出方法の第3具体例〉
第2歩行者判別部25は、第1エコー群EG1におけるピーク値(以下「第1ピーク値」という。)を算出する。第1ピーク値は、例えば、第1エコー群EG1が1個のエコーEを含むものである場合、当該1個のエコーEの実ピーク値Pである。または、例えば、第1ピーク値は、第1エコー群EG1が2個以上のエコーEを含むものである場合、当該2個以上のエコーEの実ピーク値Pの最大値、最小値、平均値又は中央値である。
また、第2歩行者判別部25は、第2エコー群EG2におけるピーク値(以下「第2ピーク値」という。)を算出する。第2ピーク値は、例えば、第2エコー群EG2が1個のエコーEを含むものである場合、当該1個のエコーEの実ピーク値Pである。または、例えば、第2ピーク値は、第2エコー群EG2が2個以上のエコーEを含むものである場合、当該2個以上のエコーEの実ピーク値Pの最大値、最小値、平均値又は中央値である。
第2歩行者判別部25は、第1ピーク値と第2ピーク値間の差分値を算出する。第2歩行者判別部25は、当該算出された差分値に基づき、類似度DSを算出する。
〈類似度DSの算出方法の第4具体例〉
第2歩行者判別部25は、第1受信信号RS1及び第1受信信号RS1の各々に対応する判定結果信号RS’を用いて、類似度DSを算出する。
具体的には、例えば、第2歩行者判別部25は、第1受信信号RS1に対応する判定結果信号RS’のうちのウィンドウW内の部位と、第2受信信号RS2に対応する判定結果信号RS’のうちのウィンドウW内の部位との相関関数を演算する。第2歩行者判別部25は、当該演算された相関関数に基づき、第1具体例と同様の算出方法により類似度DSを算出する。
または、例えば、第2歩行者判別部25は、第1受信信号RS1に対応する判定結果信号RS’のうちの物体Oが検出されたことを示す値(図中「High」)を示す部位(以下「物体検出部」という。)における波形面積と、第2受信信号RS2に対応する判定結果信号RS’のうちの物体検出部における波形面積とを算出する。第2歩行者判別部25は、これらの波形面積に基づき、第2具体例と同様の算出方法により類似度DSを算出する。
送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第2歩行者判別部25により、制御装置4aの要部が構成されている。また、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第2歩行者判別部25により、障害物検知装置100aの要部が構成されている。
このようにして、障害物検知システム200aの要部が構成されている。
制御装置4aの要部のハードウェア構成は、実施の形態1にて図12を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第2歩行者判別部25の機能は、例えば、プロセッサ31及びメモリ32により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路33により実現されるものであっても良い。
障害物検知システム200aにおいては、第2歩行者判別部25による判別結果が第1歩行者判別部23による判別結果よりも優先的に用いられる。例えば、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が静止物を示しているとき、胴体判別部24、位置算出部13及び警告要否判定部14などにおいては、物体Oが静止物であるとみなされる。または、例えば、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示している場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が歩行者を示しているとき、胴体判別部24、位置算出部13及び警告要否判定部14などにおいては、物体Oが歩行者であるとみなされる。
すなわち、第2歩行者判別部25は、第1歩行者判別部23による判別結果を確認するものであるといえる。以下、実施の形態2において、第2歩行者判別部25により実行される処理を総称して「判別結果確認処理」という。
次に、図17のフローチャートを参照して、制御装置4aの動作について、送信制御部11、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、第2歩行者判別部25、胴体判別部24及び位置算出部13の動作を中心に説明する。なお、図17において、図13に示すステップと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。
まず、ステップST1〜ST7の処理が実行される。ステップST1〜ST7の処理内容は、実施の形態1にて図13のフローチャートを参照して説明したものと同様であるため、再度の説明は省略する。
次いで、第2歩行者判別部25が判別結果確認処理を実行する(ステップST21)。判別結果確認処理の詳細については、既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
次いで、ステップST8〜ST10の処理が実行される。ステップST8〜ST10の処理内容は、実施の形態1にて図13のフローチャートを参照して説明したものと同様であるため、再度の説明は省略する。
ただし、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が静止物を示しているときは、ステップST8“NO”となる。他方、この場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が歩行者を示しているときは、ステップST8“YES”となる。
また、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示している場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が歩行者を示しているときは、ステップST8“YES”となる。他方、この場合において、第2歩行者判別部25による判別結果が静止物を示しているときは、ステップST8“NO”となる。
次に、障害物検知システム200aの変形例について説明する。
制御装置4aは、車両1が後退しているとき、図17に示す処理を繰り返し実行するものであっても良い。この場合、図17に示す処理が複数回実行されることにより、類似度DSが複数回算出される(ステップST21)。第2歩行者判別部25は、これらの類似度DSを用いて、時間に対する類似度DSの変動量ΔDSを算出するものであっても良い。第2歩行者判別部25は、当該算出された変動量ΔDSに基づき、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別するものであっても良い。
すなわち、物体Oが静止物でるあときは、物体Oが歩行者であるときに比して、変動量ΔDSが小さい傾向がある。これは、探査波TWを主に反射する部位の形状及び材質などが時間に対して変動しないためである。他方、物体Oが歩行者であるときは、物体Oが静止物であるときに比して、変動量ΔDSが大きい傾向がある。これは、探査波TWを主に反射する部位の形状及び材質などが時間に対して変動し得るためである。
そこで、第2歩行者判別部25は、変動量ΔDSが所定の閾値Th2以上である場合、物体Oが歩行者であると判別する。他方、変動量ΔDSが閾値Th2未満である場合、第2歩行者判別部25は、物体Oが静止物であると判別する。閾値Th2は、いわゆる「機械学習」の技術を用いて設定されたものであっても良い。
また、第2歩行者判別部25による判別結果の用途は、第1歩行者判別部23による判別結果の確認に限定されるものではない。例えば、障害物検知装置100aは、第1歩行者判別部23による判別結果又は第2歩行者判別部25による判別結果のうちの少なくとも一方が歩行者を示しているとき、物体Oが歩行者であると判別するものであっても良い。また、障害物検知装置100aは、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示しており、かつ、第2歩行者判別部25による判別結果が静止物を示しているとき、物体Oが静止物であると判別するものであっても良い。
また、障害物検知装置100aは、第1歩行者判別部23を有しないものであっても良い。この場合、第1歩行者判別部23による判別結果に代えて、第2歩行者判別部25による判別結果が用いられるものであっても良い。
そのほか、障害物検知システム200aは、実施の形態1にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
以上のように、障害物検知装置100aは、第1エコー群EG1と第2エコー群EG2との類似度DSに基づき、物体Oが歩行者であるか否かを判別して、当該判別の結果を出力する第2歩行者判別部25を備える。これにより、例えば、第1歩行者判別部23による判別結果を確認することができる。この結果、物体Oが歩行者であるか否かの判別精度を更に向上することができる。
実施の形態3.
図18は、実施の形態3に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムの要部を示すブロック図である。図18を参照して、実施の形態3に係る障害物検知装置を含む障害物検知システムについて説明する。なお、図18において、図1に示すブロックと同様のブロックには同一符号を付して説明を省略する。
図18に示す如く、制御装置4bは、第3歩行者判別部26を有している。第3歩行者判別部26は、探査波TWがM回以上送信されて(Mは2以上の整数である。)、受信信号RSがM回取得されることによりM個の第1受信信号RS1及びM個の第2受信信号RS2が取得されて、エコー群EGがM回検出されることによりM個の第1エコー群EG1及びM個の第2エコー群EG2が検出されたとき、第1歩行者判別部23による判別方法と異なる判別方法により、物体Oが歩行者であるか否かを判別する。より具体的には、第3歩行者判別部26は、以下のようにして、物体Oが歩行者であるか静止物であるかを判別する。
すなわち、まず、第3歩行者判別部26は、M個の第1エコー群EG1の各々における第1エコー数NE1を算出するとともに、M個の第2エコー群EG2の各々における第2エコー数NE2を算出する。第3歩行者判別部26は、これらのエコー数NEに基づく特徴量(以下「第1特徴量」という。)FV1を算出する。
具体的には、例えば、第3歩行者判別部26は、これらのエコー数NEの平均値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された平均値を第1特徴量FV1に用いる。
また、第3歩行者判別部26は、M個の第1エコー群EG1の各々における1個以上のエコーEの各々のエコー幅EWを算出するとともに、M個の第2エコー群EG2の各々における1個以上のエコーEの各々のエコー幅EWを算出する。第3歩行者判別部26は、これらのエコー幅EWに基づく特徴量(以下「第2特徴量」という。)FV2を算出する。また、第3歩行者判別部26は、当該算出された第2特徴量FV2に対する統計処理を実行することにより、時間に対する第2特徴量FV2の変動量ΔFV2を示す値を算出する。
具体的には、例えば、第3歩行者判別部26は、個々のエコー群EGにおけるエコー幅EWの合計値又は平均値を算出する。第3歩行者判別部26は、これらの合計値の分散値、又は、これらの平均値の分散値を算出する。この場合、当該算出された合計値又は平均値が第2特徴量FV2である。また、当該算出された分散値が変動量ΔFV2を示す値である。
次いで、第3歩行者判別部26は、当該算出された第1特徴量FV1の値を、当該算出された変動量ΔFV2の値に応じた閾値Th3と比較する。第3歩行者判別部26は、当該算出された第1特徴量FV1の値が閾値Th3以上である場合、物体Oが歩行者であると判別する。他方、当該算出された第1特徴量FV1の値が閾値Th3未満である場合、第3歩行者判別部26は、物体Oが静止物であると判別する。
ここで、閾値Th3の設定方法の具体例について説明する。遅くとも車両1が出荷されるまでに、以下のようにして、閾値Th3が設定される。
例えば、まず、物体Oが1本のポールである場合における、第1特徴量FV1の実測値及び変動量ΔFV2の実測値が収集される。また、物体Oが2本のポールである場合における、第1特徴量FV1の実測値及び変動量ΔFV2の実測値が収集される。また、物体Oが歩行者である場合における、第1特徴量FV1の実測値及び変動量ΔFV2の実測値が収集される。
これらの値は、第1特徴量FV1に対応する第1軸を有し、かつ、変動量ΔFV2に対応する第2軸を有する座標系CS2にプロットされる。当該プロットされた点群に対するクラスタリングにより、1本のポールに対応する領域A4_1、2本のポールに対応する領域A4_2、及び歩行者に対応する領域A4_3が設定される(図19参照)。
次いで、静止物に対応する領域A4_1,A4_2及び歩行者に対応する領域A4_3に基づき、閾値Th3に対応する曲線(以下「判別曲線」という。)が設定される(図19参照)。なお、領域A4_1,A4_2,A4_3の設定、及び閾値Th3に対応する判別曲線の設定には、機械学習の技術が用いられるものであっても良い。
これにより、遅くとも車両1が出荷されるまでに、閾値Th3が設定された状態となる。閾値Th3が設定された状態にて、第3歩行者判別部26は、上記のとおり、当該設定された閾値Th3を用いて物体Oが歩行者あるか静止物であるかを判別する。
送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第3歩行者判別部26により、制御装置4bの要部が構成されている。また、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第3歩行者判別部26により、障害物検知装置100bの要部が構成されている。
このようにして、障害物検知システム200bの要部が構成されている。
制御装置4bの要部のハードウェア構成は、実施の形態1にて図12を参照して説明したものと同様であるため、図示及び説明を省略する。すなわち、送信制御部11、車両情報取得部12、位置算出部13、警告要否判定部14、警告信号出力部15、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、胴体判別部24及び第3歩行者判別部26の機能は、例えば、プロセッサ31及びメモリ32により実現されるものであっても良く、又は専用の処理回路33により実現されるものであっても良い。
障害物検知システム200bにおいては、第3歩行者判別部26による判別結果が第1歩行者判別部23による判別結果よりも優先的に用いられる。例えば、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が静止物を示しているとき、胴体判別部24、位置算出部13及び警告要否判定部14などにおいては、物体Oが静止物であるとみなされる。または、例えば、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示している場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が歩行者を示しているとき、胴体判別部24、位置算出部13及び警告要否判定部14などにおいては、物体Oが歩行者であるとみなされる。
すなわち、第3歩行者判別部26は、第1歩行者判別部23による判別結果を確認するものであるといえる。以下、実施の形態3において、第3歩行者判別部26により実行される処理を総称して「判別結果確認処理」という。
次に、図20のフローチャートを参照して、制御装置4bの動作について、送信制御部11、受信制御部21、エコー検出部22、第1歩行者判別部23、第3歩行者判別部26、胴体判別部24及び位置算出部13の動作を中心に説明する。なお、図20において、図13に示すステップと同様のステップには同一符号を付して説明を省略する。制御装置4bは、車両1が後退しているとき、図20に示す処理を繰り返し実行する。
まず、ステップST1〜ST7の処理が実行される。ステップST1〜ST7の処理内容は、実施の形態1にて図13のフローチャートを参照して説明したものと同様であるため、再度の説明は省略する。
ステップST7に次いで、第3歩行者判別部26は、判別結果確認処理の実行条件が満たされているか否かを判定する(ステップST31)。
すなわち、第3歩行者判別部26は、今回の物体検出処理にて検出された物体Oについて、検出済みの第1エコー群EG1の個数(すなわち検出回数)及び検出済みの第2エコー群EG2の個数(すなわち検出回数)を算出する。第3歩行者判別部26は、かかるエコー群EGの検出数が所定数(例えばM)以上である場合、判別結果確認処理の実行条件が満たされていると判定する(ステップST31“YES”)。他方、かかるエコー群EGの検出数が所定数(例えばM)未満である場合、第3歩行者判別部26は、判別結果確認処理の実行条件が満たされていないと判定する(ステップST31“NO”)。
判別結果確認処理の実行条件が満たされていると判定された場合(ステップST31“YES”)、次いで、第3歩行者判別部26が判別結果確認処理を実行する(ステップST32)。判別結果確認処理の詳細については、図19を参照して既に説明したとおりであるため、再度の説明は省略する。
次いで、ステップST8〜ST10の処理が実行される。ステップST8〜ST10の処理内容は、実施の形態1にて図13のフローチャートを参照して説明したものと同様であるため、再度の説明は省略する。
ただし、第1歩行者判別部23による判別結果が歩行者を示している場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が静止物を示しているときは、ステップST8“NO”となる。他方、この場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が歩行者を示しているときは、ステップST8“YES”となる。
また、第1歩行者判別部23による判別結果が静止物を示している場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が歩行者を示しているときは、ステップST8“YES”となる。他方、この場合において、第3歩行者判別部26による判別結果が静止物を示しているときは、ステップST8“NO”となる。
次に、障害物検知システム200bの変形例について説明する。
第1特徴量FV1は、上記の具体例に限定されるものではない。第3歩行者判別部26は、以下のようにして第1特徴量FV1を算出するものであっても良い。また、第2特徴量FV2は、上記の具体例に限定されるものではない。第3歩行者判別部26は、以下のようにして変動量ΔFV2を算出するものであっても良い。
〈第1特徴量FV1又は第2特徴量FV2の第1変形例〉
第3歩行者判別部26は、M個の第1エコー群EG1の各々における第1エコー数NE1と、対応する第2エコー群EG2における第2エコー数NE2との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
〈第1特徴量FV1又は第2特徴量FV2の第2変形例〉
第3歩行者判別部26は、M個の第1エコー群EG1の各々におけるエコー幅EWの合計値と、対応する第2エコー群EG2におけるエコー幅EWの合計値との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
〈第1特徴量FV1又は第2特徴量FV2の第3変形例〉
第3歩行者判別部26は、M個の第1エコー群EG1の各々における第1面積S1と、対応する第2エコー群EG2における第2面積S2との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
〈第1特徴量FV1又は第2特徴量FV2の第4変形例〉
第3歩行者判別部26は、M個の第1受信信号RS1に対応するM個の判定結果信号RS’及びM個の第2受信信号RS2に対応するM個の判定結果信号RS’を用いて、第1特徴量FV1又は変動量ΔFV2を算出する。
具体的には、例えば、第3歩行者判別部26は、M個の第1受信信号RS1の各々に係る判定結果信号RS’における物体検出部の個数と、対応する第2受信信号RS2に係る判定結果信号RS’における物体検出部の個数との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
または、例えば、第3歩行者判別部26は、M個の第1受信信号RS1の各々に係る判定結果信号RS’における波形幅の合計値と、対応する第2受信信号RS2に係る判定結果信号RS’における波形幅の合計値との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
または、例えば、第3歩行者判別部26は、M個の第1受信信号RS1の各々に係る判定結果信号RS’における波形面積の合計値と、対応する第2受信信号RS2に係る判定結果信号RS’における波形面積の合計値との合計値を算出する。第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値の平均値を第1特徴量FV1に用いる。または、第3歩行者判別部26は、当該算出された合計値を第2特徴量FV2に用いて、変動量ΔFV2を算出する。
また、障害物検知装置100bは、第1歩行者判別部23を有しないものであっても良い。この場合、第1歩行者判別部23による判別結果に代えて、第3歩行者判別部26による判別結果が用いられるものであっても良い。ただし、物体Oが歩行者であるか静止物であるかの判別を早期に実行する観点から、第1歩行者判別部23が設けられているのがより好適である。
そのほか、障害物検知システム200bは、実施の形態1にて説明したものと同様の種々の変形例を採用することができる。
以上のように、障害物検知装置100bは、エコー群EGにおけるエコー数NEに基づく第1特徴量FV1と、エコー群EGにおけるエコー幅EWに基づく第2特徴量FV2の変動量ΔFV2とを用いて、物体Oが歩行者であるか否かを判別して、当該判別の結果を出力する第3歩行者判別部26を備える。これにより、例えば、第1歩行者判別部23による判別結果を確認することができる。この結果、物体Oが歩行者であるか否かの判別精度を更に向上することができる。
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。